Вот вы сейчас сидите и читаете эту статью. Возможно, на бумаге, возможно, в электронной книге, в планшете или на компьютере. Это неважно. Какое бы устройство для чтения вы не использовали, можно быть уверенным в том, что оно состоит из какого-то вещества: бумаги, пластика, крохотных электронных штучек, печатных плат. Что бы это ни было, мы называем это материей, материальным веществом. У него есть прочность, у него есть масса.
Но что такое материя? Представьте себе кубик льда с ребром длиной в 2,7 см. Представьте, что вы держите его в ладони. Он холодный и немного скользкий. Он мало что весит, но какой-то вес у него всё же есть.
Давайте уточним вопрос. Из чего состоит кубик льда? И второй важный вопрос: что отвечает за его массу?
Чтобы понять, из чего состоит кубик льда, нам нужно обратиться к знаниям, полученным химиками. Согласно давней традиции, основанной ещё алхимиками, эти учёные различают отдельные химические элементы — водород, углерод, кислород. Исследования относительных весов таких элементов и комбинация объёмов газов привели Джона Дальтона и Луи Гей-Люссака к заключениям о том, что различные химические элементы состоят из атомов различного веса, комбинирующихся по правилам, в которых участвует целое количество атомов.
Загадка комбинирования таких газов, как водород и кислород, для получения воды, была решена, когда поняли, что водород и кислород — газы двухатомные, то есть H2 и O2. А вода — составное вещество, содержащее два атома водорода и один атом кислорода, H2O.
Это частично отвечает на наш первый вопрос. Наш кубик льда состоит из периодически организованных молекул H2O. Мы уже можем начать ответ на второй вопрос. Закон Авогадро постулирует, что моль химического вещества содержит 6 ? 1023 отдельных «частиц». Мы можем представить себе моль вещества, как молекулярный вес, масштабированный до сравнимого с граммом количества. У водорода в виде H2 относительный молекулярный вес (или молекулярная масса) составляет 2, что означает, что у каждого атома относительный атомный вес равен 1. У кислорода O2 молекулярная масса равна 32, а значит, что у каждого атома атомный вес равен 16. Следовательно, у воды H2O молекулярная масса равна 2 ? 1 + 16 = 18
Так получается, что наш кубик льда весит около 18 грамм, что означает, что он представляет собой один моль воды. Согласно закону Авогадро, в нём в таком случае должно содержаться порядка 6 ? 1023 молекул H2O. Это вроде бы должно давать определённый ответ на наш второй вопрос. Масса кубика льда получается из массы атомов водорода и кислорода, содержащихся в 6 ? 1023 молекулах H2O.
Но мы, разумеется, можем пойти дальше. Дж. Дж. Томсон, Эрнест Резерфорд, Нильс Бор и многие другие физики начала XX-го века научили нас тому, что все атомы состоят из тяжёлого центрального ядра, окружённого лёгкими электронами на своих орбитах. Затем мы узнали, что центральное ядро состоит из протонов и нейтронов. Количество протонов в ядре определяет химическую идентичность элемента: у атома водорода есть один протон, а у атома кислорода — восемь (это называется атомным числом). Но общая масса, или вес ядра определяется общим количеством протонов и нейтронов.
У водорода это всё ещё единица (его ядро состоит из одного протона — без нейтронов). У наиболее распространённого изотопа кислорода — догадаетесь? — 16 (восемь протонов и восемь нейтронов). Очевидно, вовсе не будет совпадением, что эти протоны и нейтроны считаются точно так же, как упомянутая атомная масса.
Если проигнорировать лёгкие электроны, то у нас появится искушение заявить, что масса кубика льда содержится во всех протонах и нейтронах в ядрах его атомов водорода и кислорода. Каждая молекула H2O вносит 10 протонов и 8 нейтронов, поэтому, если в кубике содержится 6 ? 1023 молекул, и мы можем проигнорировать небольшую разницу масс протона и нейтрона, мы можем заключить, что кубик содержит в 18 раз больше частиц, то есть, 108 ? 1023 протонов и нейтронов.
Пока всё нормально. Но мы ещё не закончили. Теперь нам известно, что протоны и нейтроны — не элементарные частицы. Они состоят из кварков. Протон состоит из двух верхних кварков и нижнего кварка, а нейтрон — из двух нижних кварков и верхнего [на самом деле, не совсем так / прим. перев.]. А цветовые взаимодействия, связывающие кварки вместе внутри более крупных частиц, переносятся безмассовыми глюонами.
Ладно, значит, нам просто нужно продолжить дальше. Если мы снова примем массы верхнего и нижнего кварков примерно равными, мы просто умножим наше число на три, и превратим 108 ? 1023 протонов и нейтронов в 324 ? 1023 верхних и нижних кварка. И мы сможем заключить, что именно там и содержится вся масса. Да?
Нет. На этом этапе наши наивные предубеждения, связанные с атомами, рушатся. Мы можем посмотреть массы верхнего и нижнего кварков на сайте Particle Data Group [международной коллаборации физиков, компилирующих полученные при изучении частиц результаты / прим. перев.]. Верхний и нижний кварк настолько лёгкие, что их массы нельзя измерить точно, поэтому там приводятся только диапазоны. Следующие цифры даны в МэВ/с2. В этих единицах масса верхнего кварка примерно равна 2,3, в диапазоне от 1,8 до 3,0. Нижний кварк потяжелее, 4,8, с диапазоном от 4,5 до 5,3. Сравним эти массы с массой электрона в тех же единицах: 0,51.
А теперь шокирующее известие. В тех же единицах, МэВ/с2, масса протона равна 938,3, масса нейтрона 939,6. Но комбинация двух верхних и одного нижнего кварка даёт нам всего лишь 9,4, всего лишь 1% от массы протона. Комбинация двух нижних и одного верхнего кварка даёт нам всего лишь 11,9, или 1,3% от массы нейтрона. А 99% массы протона и нейтрона куда-то подевались. Что же пошло не так?
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно понять, с чем мы имеем дело. Кварки — это не самостоятельные частицы такого типа, какой представили бы себе древние греки или философы-механицисты. Это квантовые частицы-волны; фундаментальные вибрации, или флуктуации элементарных квантовых полей. Верхний и нижний кварк всего в несколько раз тяжелее электрона, и мы продемонстрировали корпускулярно-волновую природу электрона в бесчисленных лабораторных экспериментах. Нам нужно приготовиться к странному, если не сказать, неестественному поведению.
И не будем забывать о безмассовых глюонах. И о специальной теории относительности и E = mc2. Или о "голой" и «одетой» массах. И ещё, последним по порядку, но не по значимости, не забудем о роли поля Хиггса в качестве «источника» массы всех элементарных частиц. Чтобы понять, что происходит внутри протона или нейтрона, нам нужно обратиться к квантовой хромодинамике, к квантовой теории поля цветного взаимодействия кварков.
У кварков и глюонов имеется "цветной заряд". Но что это такое на самом деле? У нас нет способа узнать это. Мы знаем, что цвет — это свойство кварков и глюонов, что его бывает три типа, которые физики решили назвать красным, зелёным и синим. Но точно так же, как никто никогда не видел изолированного кварка или глюона, так и, в общем-то по определению, никто никогда не видел голого цветного заряда. На самом деле квантовая хромодинамика (КХД) утверждает, что если бы такой голый заряд и появился, его энергия была бы практически бесконечной. Афоризм Аристотеля звучал, как "природа не терпит пустоты". Сегодня мы могли бы сказать: «природа не терпит голого цветного заряда».
Так что же произойдёт, если мы каким-то образом сумеем создать изолированный кварк с цветным зарядом, выставленным на всеобщее обозрение? Его энергия превысит все пределы, её хватит, чтобы вызывать виртуальные глюоны из «пустого» пространства. Точно так же, как электрон, движущийся в своём собственном, самостоятельно созданном электромагнитном поле, собирает толпу сопровождающих его виртуальных фотонов, так и голый кварк собирает сопровождающих его виртуальных глюонов. Но в отличие от фотонов, глюоны переносят свой цветной заряд и способны уменьшать энергию через, в частности, маскировку открытого цветного заряда. Представьте себе это так: голый кварк сильно смущается, и быстро одевается в накидку из глюонов.
Но этого недостаточно. Эта энергия достаточно высока не просто для того, чтобы вызвать виртуальные частицы (напоминающие фоновый шум или шипение), но и реальные элементарные частицы. В этой схватке за право покрыть голый цветной заряд появляется антикварк, спаривающийся с голым кварком и формирующий мезон. Так что кварка никогда — вообще никогда — не видят без сопровождающего.
Но и этого недостаточно. Чтобы полностью покрыть цветной заряд, нам необходимо разместить антикварк точно в том же месте и точно в то же время, что и кварк. Принцип неопределённости Гейзенберга запрещает природе уточнять местоположение кварка и антикварка таким образом. Вспомните, что точное измерение положения ведёт к бесконечному импульсу, а точная скорость изменения энергии во времени ведёт к бесконечной энергии. У природы не остаётся выбора, кроме как пойти на компромисс. Она не может полностью скрыть цветной заряд, но может замаскировать его при помощи антикварка и виртуальных глюонов. Тогда энергия, по крайней мере, уменьшается до контролируемого уровня.
То же самое происходит внутри протонов и нейтронов. В рамках ограничений, наложенных их частицами-хозяевами, три кварка относительно свободно носятся туда и сюда. Но их цветные заряды тоже должны быть прикрыты, или, по крайней мере, необходимо уменьшить энергию оголённых зарядов. Каждый кварк приводит к появлению целой метели из виртуальных глюонов, мечущихся между ними, совместно с парами кварк-антикварк. Физики иногда называют три кварка, составляющих протон или нейтрон, "валентными" кварками, поскольку внутри этих частиц достаточно энергии для появления моря пар кварк-антикварк. Валентные кварки — не единственные кварки, находящиеся внутри этих частиц.
Это значит, что массу протонов и нейтронов можно в основном отнести на счёт энергии глюонов и моря пар кварк-антикварк, вызываемых из цветного поля.
Откуда нам это известно? Приходится признать, что на самом деле довольно сложно проводить вычисления с использованием КХД. Цветное взаимодействие чрезвычайно сильное, и соответствующие энергии взаимодействий, следовательно, очень высоки. Помните, что у глюонов также есть цветной заряд, поэтому всё взаимодействует со всем остальным. Случиться может практически всё, что угодно, и учитывать все возможные преобразования виртуальных и элементарных частиц довольно сложно.
Это значит, что хотя уравнения КХД можно записать относительно просто, их нельзя решить аналитически, на бумаге. Кроме того, математическая ловкость рук, так успешно использовавшаяся в КХД, уже неприменима — поскольку энергии взаимодействий так высоки, что мы не можем применить перенормировку. У физиков нет выбора, кроме как решать эти уравнения на компьютере.
Большого прогресса удалось достичь при помощи «облегчённой» разновидности КХД [QCD-lite]. Она рассматривает только безмассовые глюоны, верхние и нижние кварки, и предполагает, что кварки сами по себе тоже безмассовые (то есть, буквально «облегчённые»). Вычисления, проведённые с такими приближениями, дали массу протона всего на 10% меньше измеренной.
Давайте на минуту остановимся и подумаем об этом. Упрощённая версия КХД, в которой мы подразумеваем, что у частиц нет масс, всё равно даёт на 90% правильную массу протона. Получается удивительный вывод. Большая часть массы протона происходит из энергии взаимодействий составляющих его кварков и глюонов.
Джон Уилер использовал фразу «масса без массы» для описания эффектов суперпозиций гравитационных волн, способных концентрировать и локализовать энергию так, что появляется чёрная дыра. Если бы такое произошло, это бы означало, что чёрная дыра — предельное проявление сверхплотной материи — была создана не из материи схлопывающейся звезды, но из флуктуации пространства-времени. Что Уилер действительно хотел сказать, так это то, что такой случай стал бы примером создания чёрной дыры (массы) из гравитационной энергии.
Но фраза Уилера и нам отлично подходит. Фрэнк Вильчек, один из создателей КХД, использовал её в связи с обсуждением результатов подсчётов облегчённой КХД. Если большая часть массы протона и нейтрона происходит из энергии взаимодействий, происходящих внутри этих частиц, тогда это и в самом деле получается «масса без массы», что значит, что у нас на руках оказывается поведение, приписываемое нами массе, не требующее массы как свойства.
Звучит знакомо? Вспомним, что у Эйнштейна в его плодотворном дополнении к работе 1905 года по специальной теории относительности полученное им уравнение на самом деле выглядит, как m = E/c2. И это великая идея (не E = mc2). И Эйнштейн, на самом деле пророчески, написал: «масса тела — это мера его энергетического содержимого» [Einstein, A. Does the inertia of a body depend upon its energy-content? Annalen der Physik 18 (1905)]. Так оно и есть. В своей книге «Лёгкость бытия» [Wilczek, F. The Lightness of Being, Basic Books, New York, NY (2008)], Вильчек писал:
Если масса человеческого тела в основном происходит из содержащихся в нём протонов и нейтронов, то ответ теперь стал ясным и окончательным. Инерция этого тела с точностью в 95% относится на счёт его энергетического содержимого.
В расщеплении ядра урана-235 освобождается часть энергии цветных полей, содержавшейся внутри протонов и нейтронов, с потенциально взрывными последствиями. В цепочке протон-протон, включающей синтез четырёх протонов, преобразование двух верхних кварков в два нижних кварка, формирующее в процессе два нейтрона, приводыт к выходу лишней энергии их цветных полей. Масса не превращается в энергию. Энергия передаётся из одного типа квантового поля другому.
И что же у нас получается? Мы, конечно, прошли долгий путь с тех пор, как атомисты древней Греции рассуждали о природе материального вещества 2500 лет назад. Но большую часть времени мы придерживались убеждения, что материя — фундаментальная часть нашей физической Вселенной. Мы были убеждены, что энергия содержится в материи. И, хотя материю можно низвести до микроскопических составляющих, долгое время мы считали, что они всё равно будут представлять собой материю, и обладать таким основным качеством, как масса.
Современная физика учит нас совсем другому, совершенно контринтуитивному. Прокладывая себе путь всё глубже внутрь — раскладывая материю на атомы, атомы на субатомные частицы, субатомные частицы на квантовые поля и взаимодействия — мы полностью потеряли из виду материю. Материя потеряла осязаемость. Она потеряла своё превосходство, а масса стала вторичным свойством, результатом взаимодействий между неосязаемыми квантовыми полями. То, что мы считаем массой, является поведением этих квантовых полей; это не свойство, им принадлежащее или обязательно присущее.
Несмотря на то, что наш мир наполнен жёсткими и тяжёлыми вещами, правит балом энергия квантовых полей. Масса становится просто физическим проявлением этой энергии, а не наоборот.
Концептуально это выглядит шокирующим, но одновременно и чрезвычайно притягательным. Великое объединяющее свойство Вселенной — энергия квантовых полей, а не жёсткие, непроницаемые атомы. Возможно, это не совсем та мечта, за которую могли держаться философы, но всё же это мечта.
Джим Бэггот — независимый журналист и писатель, читал лекции по химии, затем работал в компании Shell, а теперь работает независимым бизнес-консультантом и тренером. Среди многих его книг: «Научная история творения» [The Scientific Story of Creation], «Хиггс: изобретение и открытие „частицы бога“ [Higgs: The Invention and Discovery of the ‘God Particle’], „Квантовая история: история в 40 моментах“ [A Quantum Story: A History in 40 Moments] и „Руководство по реальности для новичков“ [A Beginner’s Guide to Reality].
Адаптированный отрывок из книги: „Масса: в поисках понимания материи от греческих атомов до квантовых полей“ [Mass: The quest to understand matter from Greek atoms to quantum fields].
Комментарии (87)
uu_69
01.01.2018 17:24гигантские расстояния между нуклонами в веществе(по сравнению с объемом частиц
Наоборот. Диаметр атома в 100 000 раз больше диаметра ядра, в котором собраны все его нуклоны.
arheops
01.01.2018 18:03Гравитационный радиус протона порядка -52. Размер ядра порядка -15. Имеем 37 порядков разницы. Здесь же разговор про массу.
А волновая длина у него больше размера ядра, да. На пару порядков.
Ну сам атом — суть пустота.
norlin
01.01.2018 18:53А кто-нибудь идёт дальше – в попытке понять, как именно "работают" эти квантовые поля? за счёт чего в них "содержится" энергия? что такое энергия в принципе? и как со всем этим связана "информация"?
BOM
01.01.2018 23:09Наука не ставит себе целью понять как оно все там происходит «на самом деле», т.к. «на самом деле» это уже территория философии, в которой допустимы самые разнообразные теории, в том числе и теория о компьютерной симуляции. Возможно, никаких кварков, глюонов, полей и прочего не существует и «работает» все абсолютно по-другому, а вся наука, в том числе и квантовая, лишь формулы и абстракции, которые с определенной точностью позволяют предсказывать результаты измерений, экспериментов и видимого нам поведения материи и энергии. Поэтому наука лишь «копает глубже» и пытается разобраться лучше, чем разбирается сейчас.
Tim_23
02.01.2018 14:10Полностью поддерживаю. Это как некая модель «природы», которая помогает описать существующие явления, которые явно не видны. Но проблема в том, что со школы мы привыкли, что физика это во-первых эксперимент, где выявляются закономерности, а затем объяснение явления на уровне механики, как все устроено там, внутри. И конечно, когда мы читаем про аэро- и гидродинамику или механику, мы пытаемся понять явление на бытовом уровне, как бы моделируя процесс в голове, визуализируя я бы сказал(движение частиц, частей, слоев). Здесь же, уровень абсолютно абстрактный (как мне показалось), что вообще говоря сильно вводит в ступор. Физика больше похожа на математику(хотя в статье ни одной формулы), причем специально разработанную под новые разделы этой физики.
Bronto3
03.01.2018 11:11Ошибаетесь. «как на самом деле» — это только вопрос времени.
А вначале — изучается вопрос на острие интереса — «как оно хотя бы выглядит» и «как оно ведёт себя в норм условиях» и «как оно ведёт себя при изменении условий»… Но со временем наука докапывается и до «как оно на самом деле»…
Устройство атома и взаимодействие электронов с ядром сейчас и во времена Бора — это далеко не одно и тоже. Хотя формулы могут быть всё теми же.
R9A_019
02.01.2018 12:39Конечно идут, для этого и есть учебники по КТП, как отправные точки для понимания более сложных теорий, жаль еще не подтвержденных.
voidptr0
01.01.2018 21:32+1То, что мы считаем массой, является поведением этих квантовых полей; это не свойство, им принадлежащее или обязательно присущее.
Если по сути, о чем статья — о дефекте массы? Тут вроде все уже давно разжевано. Или я что-то не понял?
vanxant
02.01.2018 21:57Статья о том, что на собственно «массу считающихся сейчас неделимыми частиц» приходится, смотря как считать, от 1% до 10% массы вашего тела. Остальное — энергия квантовых полей.
Так что словосочетание дефект массы малость неудачно. 90—99% — это основное свойство, а не какой-нибудь там дефект.
Victor_koly
02.01.2018 23:04Все же мне кажется, что словосочетание происходит из ядерной физики. Там у одних ядер дефект больший, у других меньший — по параметру энергии связей на 1 нуклон. За точку отсчета взят протон (в смысле ядро H-1), так как ему не с чем создавать связь в ядре.
На всякий случай напоминаю, что всякий барион, что тяжелее протона, имеет желание распадаться. Там можно рассмотреть, что имеющиеся внутри бариона мезоны могут вылететь из него. Пример — дельта-резонанс массой 1750 МэВ распадается на нейтрон и пи-мезон или сигма гиперон и каон.
kauri_39
01.01.2018 21:56+1По моему философскому мнению, в разности масс протона и суммы отдельных образующих его кварков нет принципиальной новизны. Это давно известный из ядерной физики дефект масс. Атомное ядро имеет меньшую массу, чем сумма масс отдельных образующих его нуклонов. Масса ядра меньше на энергию связи этих нуклонов в ядре, а энергия связи пропорциональна дефекту массы.
"Энергия связи равна минимальной работе, которую необходимо затратить, чтобы разложить систему на составляющие её частицы. Она характеризует стабильность системы: чем выше энергия связи, тем система стабильнее" (Википедия).
То есть энергия связи кварков в протоне очень велика, она составляет, как тут сказано, 99% массы протона. Чтобы их вышибить из протона, нужна энергия для их быстрого превращения в другие стабильные частицы — мезоны, например.
Можно пофантазировать, почему кварки боятся одиночества. Почему они не хотят покидать протон без получения энергии, достаточной для обретения хотя бы одного компаньона, чтобы образовать мезон. И в чём смысл конфайнмента.
Видимо, их пугает перспектива оказаться один на один в давящей на них энергетически плотной среде — физическом вакууме или эфире. Их собственная масса мала, её недостаточно, чтобы защитить кварк от внешнего давления. А, например, в паре с антикварком, быстро обмениваясь с ним глюонами, они могут снижать давление внешней среды друг на друга. В их системе уже существует конфайнмент — внутримезонная область с низкой плотностью среды, годной для длительного существования кварков.
Помните, что кричал на арене цирка Спартак двум оставшимся в живых фракийцам? "Защищайте мне спину! Ещё мгновение, и мы победим!" Он надеялся победить наседавших на них самнитов, и если бы те два фракийца были такими же энергичными, как Спартак, то их тройка была бы аналогом протона.
Успеваю поправить — выше высказана та же мысль.
iasonov
02.01.2018 00:43Так ведь в статье о том, что «масса» суммы кварков составляет малую часть «массы» протонов/нейтронов. Выделение энергии в ядерном синтезе, это когда масса молекулы меньше массы составляющих атомов. Поправьте, если неправ.
maksipes
02.01.2018 12:39>Атомное ядро имеет меньшую массу, чем сумма масс отдельных образующих его нуклонов
Насколько я понял тут речь идет о том, что масса протона сильно больше массы образующих его кварков.
NumLock
01.01.2018 22:48Что то не понял суть заголовка «Как физика принизила значение массы».
Хорошо, современная физика рассматривает частицы в более широком аспекте. И что?
Это сильно поменяет классическую физику в кинематике?
В чём изюминка статьи?vanxant
02.01.2018 22:19Попробую пояснить.
В классической физике, у Ньютона, была просто-напросто масса, без разделения на сорта. Изначально вводимая как «мера инерции, т.е. мера способности тела сопротивляться внешним силам».
Именно в таком виде понятие массы уехало во все остальные науки — химию, инженерное дело и т.д. — и используется там до сих пор.
Потом, в конце XIX — начале XX века, стало понятно, что масс у Ньютона, на самом деле, 4, и все они обозначаются одной и той же буквой m.
Во-первых, есть активная и пассивная массы. Первая — это способность тела влиять на другие тела, вторая — сопротивляться внешнему влиянию. И равны они только в силу закона сохранения импульса, который является следствием первого закона Ньютона. Если первый закон не выполняется, то вслед за ним может не выполнятся ЗСИ и третий закон, а активная масса не обязана быть равна пассивной. Т.е. в такой ситуации вы можете кого-нибудь ударить и не ушибить кулак.
Во-вторых, массы поделили на инертную и гравитационную. Первая — из второго закона Ньютона, вторая — из закона всемирного тяготения. И ниоткуда не следует, что они должны совпадать. Эйнштейн, например, это просто постулировал, то есть сказал «примем на веру, что эти массы равны». Ну, на самом деле, геофизик Этвеш к этому моменту уже проверил их совпадение экспериментально, с точностью 1е-8, но Эйнштейн об этом ещё не знал.
Добавьте к этому, что в ОТО Эйнштейна для гравитирующих масс первый закон Ньютона заведомо не выполняется.
Ну а дальше получаем 4 комбинации: активную инертную массу, пассивную гравитационную и т.д. Для нормальных объектов и для объектов типа звёзд их равенство проверено экспериментально. Для элементарных частиц проверено равенство только трёх из четырех (опыты на нейтронах показали, что они адекватно ведут себя во внешнем гравитационном поле). Но вот измерить гравитационное поле, создаваемое отдельными элементарными частицами (т.е. их активную гравитационную массу) пока не удаётся, и, похоже, очень нескоро удастся — уж очень оно слабое.
Это, плюс описанный в статье бардак с квантмехом, заставил очень аккуратно относится к слову «масса», т.к. его физический смысл непонятен. Профессора физики долго плясали вокруг «массы покоя» m0, серьёзно спорили как там должно быть на самом деле, но в итоге тоже сдались. И просто стараются без лишней необходимости не использовать слово «масса» вообще. Благо, е=эмцеквадрат позволяет. В том же квантмехе все массы даются не в килограммах, а в единицах энергии делить на це-квадрат.
В итоге годов так с 50-х слово «масса» начало покидать страницы учебников и статей по физике.
Вот так и вышло, что физика принизила значение массы)kauri_39
03.01.2018 02:37"массы поделили на инертную и гравитационную. Первая — из второго закона Ньютона, вторая — из закона всемирного тяготения. И ниоткуда не следует, что они должны совпадать. Эйнштейн, например, это просто постулировал, то есть сказал «примем на веру, что эти массы равны»."
Надеюсь, физики в скором времени признают "поглотительный" механизм гравитации, который, кроме прочего, объясняет равенство этих масс. Это же так просто: инертная масса с ускорением движется в неподвижном эфире/вакууме и приобретает свой вес, а гравитационная масса приобретает вес, будучи неподвижной в движущемся с ускорением эфире/вакууме, движение которого к массивному телу и проявляется как гравполе тела.
Не понимаю, что мешает математически выразить гравитацию через объём поглощаемой материей окружающей плотной среды — эфира/вакуума — в единицу времени? Или как-то иначе учитывать этот процесс? Сдерживает потребность введения 5 измерения, куда выводится из материи поглощаемая ею среда? Вряд ли, дополнительными измерениями физику не удивишь. Необходимость считать пространство плотной средой, с почти планковской плотностью? Но оно фактически таким и считается в ОТО, когда его искривляет вокруг себя массивное тело и заставляет лететь по геодезической как по рельсам мимо летящие тела разной массы. Пустоту не искривить, и менее плотное искривлённое пространство не будут "слушаться" летящие мимо тела с большей плотностью. Другое дело, что материя пространства особая — стремится к расширению, поэтому имеет свойство антигравитации, и е = эмцеквадрат к ней не применимо.
Физики потому "понижают значение массы", что не понимают её смысла, а он не отделим от поглотительного механизма гравитации, в котором проявляется масса. Но уже есть подвижки в сторону использования такого её механизма в моделях гравполя чёрных дыр, в создании аналога их горизонтов событий.
Оппонентам iasonov и maksipes ответил лично: они не поняли, с чем сравнивается масса протона. Она гораздо больше суммы масс трёх его внутренних валентных кварков и гораздо меньше суммы масс тех же трёх отдельных кварков, выбитых из протона. Поскольку каждый из них вылетит лишь с достаточной для этого энергией, чтобы образовать из неё одного или двух компаньонов — превратиться в мезон или в новый протон.
Frankenstine
03.01.2018 13:15Не понимаю, что мешает математически выразить гравитацию через объём поглощаемой материей окружающей плотной среды — эфира/вакуума — в единицу времени?
Математика мешает. Вместо адекватного описания наблюдаемых эффектов возникает сплошная ерунда, типа эфирного ветра, которого нет, но который должен быть.
Пустоту не искривить, и менее плотное искривлённое пространство не будут «слушаться» летящие мимо тела с большей плотностью.
Тем не менее гравитационное линзирование не участвующего в гравитационном взаимодействии электромагнитного излучения подтверждено многочисленными наблюдениями, так что искривление пространства — твёрдо установленный факт.
Hardcoin
03.01.2018 16:11что мешает математически выразить гравитацию через объём поглощаемой материей окружающей плотной среды
И что вам мешает это сделать? Действуйте.
saboteur_kiev
02.01.2018 00:03И Эйнштейн, на самом деле пророчески, написал: «масса тела — это мера его энергетического содержимого» [Einstein, A. Does the inertia of a body depend upon its energy-content? Annalen der Physik 18 (1905)].
Хм, но тут же указано «инерция тела», а не масса.
А ведь физика разделяет массу на массу инерции и активную и пассивную гравитационную массу. Какую массу имел ввиду Эйнштейн, употребляя слово intertia?Victor_koly
02.01.2018 16:14Но потом Эйнштейн в ОТО ввел принцип эквивалентности, согласно которому эти массы совпадают. Интересно, как постулаты Эйнштейна совмещать с механизмом Хиггса (который кстати работает в рождении элементарных частиц при распаде менее элементарных)?
iasonov
02.01.2018 00:45Вспомните, что точное измерение положения ведёт к бесконечному импульсу, а точная скорость изменения энергии во времени ведёт к бесконечной энергии
В этом абзаце или не прав автор, или не правильный перевод. Точность измерения одной из пар величин не говорит о том, что вторая при этом становится бесконечной, а говорит о невозможности измерить вторую величину точно.
Чем точнее измеряется координата, тем больше погрешность измерения импульса/скорости.arheops
02.01.2018 07:32-1Не совсем так. ПОЛНОСТЬЮ ТОЧНОЕ измерение одной величины ведет за собой ПОЛНОСТЬЮ невозможность измерения второй. Тоесть она бесконечная. Точность первой связана с точностью второй неопределенностью.
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF_%D0%BD%D0%B5%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%91%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8Symphel
02.01.2018 10:09Бесконечна же погрешность измерения, а не сама величина.
vanxant
02.01.2018 22:25+1Белые карлики, например, только благодаря этому и существуют.
Погрешность измерения скорости электрона не может превышать скорости света © — ну, не может электрон двигаться быстрее света и медленнее 0.
Соответственно, получаем минимально возможную погрешность его координат.
Это очень малая величина, но она определяет минимально возможный объём пространства, в котором может находится электрон.
Точнее, согласно принципу Паули, два электрона — спином «вверх» и спином «вниз».
В белом карлике нет «обычных» сил, способных противостоять собственной гравитации. В обычной звезде за это отвечает давление плазмы, но в белом карлике термоядерное топливо уже закончилось, и температура, а вслед за ней и давление плазмы, постоянно падает. Но электроны упакованы настолько плотно, что принципы Гейзенберга и Паули не дают им сжиматься ещё дальше.Victor_koly
02.01.2018 23:19Да не скорости погрешность, а импульса. А импульс у электрона может быть хоть 5 ГэВ/c.
vanxant
02.01.2018 23:56И? Масса электрона вроде как постоянная, значит и максимум импульса электрона ограничен сверху.
Victor_koly
03.01.2018 10:10Вы СТО не учили? Есть там отличная формула:
p = mv/(1-(v/c)^2), где под m я имею в виду массу покоя.
И вот тут уже 5 ГэВ/c может быть импульс хоть электрона, хоть кварка (u или d скажем).
BigBeaver
03.01.2018 11:04массу покоя
Массу уже давно не разделяют на покоя и какую-то еще.Victor_koly
03.01.2018 11:19Хорошо, возьму из официального источника по свойствам частиц — mass-independent subtraction scheme.
vanxant
03.01.2018 13:25А при чём здесь импульс в системе отсчёта какого-то левого наблюдателя?
Короче, вот, почитайте сюда например: nuclphys.sinp.msu.ru/nuclsynt/n10a.htmVictor_koly
03.01.2018 14:50Короче, про неопределенность.
Действительно, попытка загнать электрон с эффективной массой m = 1*m_e в ячейку размером скажем 3.839x4.188x4.537 нм приводит к тому, что он принимает фиксированные значения энергии, которые можно сопоставить с понятием импульса.
Если размеры ячейки d достигают соотношения
1/2/m*(h/2/pi/d)^2 = mc^2/10, то уже по честному нужно описывать поведение электронов уравнением Дирака.
А если возьмете аналог импульса из приближений типа такого:
en.wikipedia.org/wiki/Fine_structure, то и решайте, в какой СО там берется импульс для приближения функции Гамильтона.
Frankenstine
03.01.2018 13:21С увеличением скорости возрастает и «эффективная» масса, а значит и импульс. С приближением скорости электрона к скорости света в вакууме, масса и импульс стремятся к бесконечности.
vanxant
03.01.2018 13:27Да, да, с точки зрения стороннего наблюдателя.
С точки зрения электрона и его масса, и его импульс ведут себя вполне нормально, без релятивистских поправок.Frankenstine
03.01.2018 13:57Зато масса/импульс Вселенной с его точки зрения стремится к бесконечности :)
AzriMan
02.01.2018 09:36Так получается, что наш кубик льда весит около 18 грамм
Раз мы обсуждаем здесь «вес» и «массу», то, может быть, «наш кубик льда имеет массу около 18 грамм»?
Heatwaver
02.01.2018 12:38Хорошая статья. Пока читал съел несколько мандаринок)) Для себя понял много нового.
ilik54
02.01.2018 12:39Наш мир – это один из уровней гармоничного состояния покоя колебаний и амплитуд Вселенской Разумной Энергетической Системы в пределах одного энергетического поля. Остальные миры имеют другой уровень состояния покоя колебаний и амплитуд, отличный от нашего мира. Миры вплетаются и пересекаются между собой, но почти никогда не конфликтуют из-за разности уровней колебаний и амплитуд. Места, где они пересекаются, называются в народе местами силы, они обладают повышенным источником аномальных явлений. Вероятно, в тех точках, где пересекаются одновременно несколько уровней эта сила очень мощная, вся эта конструкция напоминает перепутанную рыбацкую сеть в пространстве и движении. А, при конфликте и сбое происходят аномалии, приведения и НЛО в результате проникновения одного мира в другой. Количество миров бесконечно на всех уровнях.
Мы находимся в единой Вселенской Разумной Энергетической Системе, она похожа по своим конструктивным особенностям на ленту Мебиуса, которая при многовекторном вращении и частотном колебании в бесконечных амплитудах похожих на тор, который тоже в свою очередь многовекторно вращается и колеблется с разными амплитудами. Это схема одного фрактала, который является частью другого фрактала, а тот другого и так до бесконечности.
Суть строения ВРЭС заключается в бесконечном колебательном процессе, с разными амплитудами и частотами. Кстати, Вселенскую Разумную Энергетическую Систему люди называют именем Бог.
При такой системе строения сущего теория большого взрыва не состоятельна, просто мы сейчас живём в фазе расширения колебательного процесса.
И пора вводить в обращение понятие уровней мироздания, чтобы не запутаться и не спорить по разно уровневым понятиям и эффектам.1Tiger1
02.01.2018 14:46+1Отлично. Если у вас есть проработанная научная теория, значит она способна давать предсказания. Предскажите что-то с ее помощью, новое явление или какие либо эффекты известных явлений. Но должна быть возможность проверить их экспериментально. Составьте график появления НЛО и приведений (место-время) например. Или карту мест силы с их характеристиками и какими экспериментами можно подтвердить что вот это место является «местом силы» а вот это нет.
Как сделаете — опубликуйте в научных журналах. Лучше сразу с результатами экспериментов и фактами. Рано или поздно кто-то заинтересуется и подтвердит ваши эксперименты (или сделает свои).
Вот тогда и введут в обращение «понятие уровней мироздания» а ваше имя войдет в анналы истории науки. Не забудьте сделать пару веселых фоток, чтобы их можно было вешать рядом с Энштейном в школьных кабинетах физики.
Ну а пока можете написать большую книжку и издать ее. Философия тоже хорошая штука, кто-то да прочитает. В худшем случае сможете разбить на статьи и публиковать на эзотерических ресурсах и журналах. И это не сарказм, думать всегда полезно, используется при этом научный подход или нет. Просто не нужно вводить в физику то для чего физика не предназначена (да и наука в принципе).
Наука это утилитарный инструмент цель которого построить некоторые модели на основании которых можно делать предсказания. А значит и утилитарно использовать. И это именно модели, насколько они имеют отношение к реальности не принципиально так как реальность понятие абстрактное, филосовское. Даже если эти модели трудно понять и представить, их обьяснение — просто для удобства, сама модель заключается в математике. Кварки не имеют цвета в обычном понимании, кварки имеют свойства которые просто обозначили словом цвет, так же и с ароматом, нюхать кварки занятие бесмысленное. В математической модели это просто знак и правила их взаимодействия. Надо же их как то назвать.
Хотя почему-то большинство пытаются воспринимать научный подход как способ обьяснения мира. Нет, это инструмент изучения мира, способ построения и подтверждения моделей благодаря которым можно делать разные класные штуки типа высоких зданий, горящих лампочек, ядерных электростанций и мячиков для пинг-понга.
Частично наука занимается обьяснением, ровно настолько насколько ей удобно в данном конкретном случае, но если обьяснение не дает предсказания, не формирует «модель» — для науки оно бесмысленно. Если яблоко упало на землю можно назвать это «гравитация», проделать кучу экспериментов и вывести свойства и параметры, законы по которым это работает и на основе этого считать баллистику снарядов или орбиты планет. А можно назвать это «судьба» и продолжить размышлять на тему о том что рано или поздно любое яблоко упадет с дерева и завершит свой жизненный путь на земле. И «гравитация» и «судьба» всего-лишь слова и абстракции. Никто не знает что на самом деле, в реальности, скрывается за ними. И в данной конретной модели (ньютоновской механики) не так уж важно есть ли гравитация как физическое явление или это результат искривления пространства. В данном случае «гравитация» это научная абстракция и скрывающаяся за ней модель позволяющая делать полезные штуки. А «судьба», в данном случае, филосовская абстракция, тоже хорошая штука, делающая свои выводы. Но не стоит вводить понятие «судьба» в ньютоновскую механику (как и в физику в целом), оно ничего ей не даст и только все запутает.ilik54
02.01.2018 15:30Эх, как Вас понесло! Сразу здесь и кварки, и мячики с яблоками, и судьба, и ещё Бог его знает, что! Прелестно!
Спасибо за совет, как мне поступить с «Теорией уровней мироздания». Но, позвольте мне делать и говорить то, что мне велят мои совесть и чувства.
А в отношении слов и других «абстракций» следует сказать, что мы живём в материальном мире, в нем всё материально, и слова, и мысли, и человеческий взгляд, вопрос только в уровнях, на которых происходит событие.
ТЕОРИЯ УРОВНЕЙ МИРОЗДАНИЯ гласит, что идеализм низшего уровня является материализмом высшего уровня. И так до бесконечности, как вверх, так и вниз по уровням. По сути, это подтверждение фрактальности всего мира. Это является главным в понимание сути мироздания – всё в нашем энергетическом мире материально, только всё зависит от уровней. А невозможность это подтвердить говорит о нашей слабой контрольно-измерительной аппаратуре. Материализм идеального мира доступен нам, пока, на подсознательном уровне.
Кстати, теория уровней подтверждается в нашем мире примером с водой, она имеет четыре агрегатных состояния. А если учесть, что всё в нашем мире фрактально, то в корпускулярно-волновой паре существует ещё два агрегатных состояния, но, похоже, что эти состояния нам, пока, недоступны. Интересно, что это?
1Tiger1
02.01.2018 16:40Совесть, чувства, подсоздание — интересные инструменты вы выбрали для формирования теории всего и понимания «сути мироздания». Работают они только для вас, ни для кого больше непригодны (ну у всех же они разные) а значит и подтвердить их нельзя, только поверить вам на слово. Слабенький аргумент конечно, наука не примет. И даже философия. Эзотерика остается только. А так да, никто вам не запрещает говорить и делать, свободу воли никто не отменял. Только заглавных букв в названии теории многовато, ну вы автор — вам виднее как правильно писать название.
«А если учесть, что всё в нашем мире фрактально, то в корпускулярно-волновой паре существует ещё два агрегатных состояния, но, похоже, что эти состояния нам, пока, недоступны. Интересно, что это?» — очень, расскажите пожалуйста, какими свойствами обладают, при каких условиях их можно наблюдать в «материальном плане»? Ну не обязательно прямо сейчас наблюдать, а когда будут доступны. Но условия мы можем же понять прямо сейчас, раз теория есть, так? Желательно конечно с опорой на что-то более обьективное чем совесть и чувства, но в крайнем случае можно и на них.ilik54
02.01.2018 17:18Идеализм низшего уровня является материализмом высшего уровня. И так до бесконечности, как вверх, так и вниз по уровням. По сути, это подтверждение фрактальности всего мира. Это является главным в понимание сути мироздания – всё в нашем энергетическом мире материально, только всё зависит от уровней. А невозможность это подтвердить говорит о нашей слабой контрольно-измерительной аппаратуре. Материализм идеального мира доступен нам, пока, на подсознательном уровне.
Корпускулярно-волновой дуализм и эффект наблюдателя в опыте Юнга скорее всего результат нашего примитивного наблюдательно-измерительного аппарата. Корпускул нет, мы принимаем за корпускулы нижнюю часть волны, а всю амплитуду энергетического колебания электрона мы не видим. Электрон – это часть энергетического поля в определённой частоте и амплитуде, он волна с известной силой энергии, и только проходя, через щели у него меняется частота и амплитуда колебаний. Вот тогда-то мы и видим волновое состояние электрона. Это как с водой, при изменении ситуации она может менять своё агрегатное состояние. Вероятно, наблюдатель меняет частоту колебания и амплитуду электрона высшего порядка колебаний и амплитуд на низший порядок, который уже доступен нашим приборам.
Тут вопрос путаности учёных в уровнях колебательного процесса и мировоззренческого суеверия, стоя на научных позиция они никак не могут понять, что всё, повторяю, всё в этом мире материально, в том числе, и мысли, и слова. Они смешивают компот с борщом, а это уже называется по-другому — бурда. Люди и весь мир находятся в суперпозиции и одновременно везде, но на одном уровне, в виде смазанного энергетическо-волнового тумана для стороннего наблюдателя, а для нас, участников этого уровня мы есть мы и находимся там, где мы находимся, мы, в данном случае корпускулярны для нашего определения себя.
Paprikar
02.01.2018 12:39Кстати, относительно недавно физики смогли избавиться от «разных» значений килограмма (те же их эталоны). А именно вывести значение килограмма через планковскую длину, которая является константой, в ютубе есть видео об этом, на канале Veritasium
Victor_koly
02.01.2018 16:19Предлагаю эталон 1 кг — 45955882.5 планковских масс. Записать сразу как «масса черной дыры с диаметром сферы Шварцшильда 91911765 длин Планка».
FiLinX
02.01.2018 12:39НЕ МАТЕРИЯ РУЛИТ
материя — это лишь проэкция… голограмма
fotki.yandex.ru/users/fillinx/album/536947
всё сущее — это пучности в фазом континууме
— «материя» только в масштабировании является
youtu.be/mysxrUkQTuo?t=2m48s — вибрации квантовой материи, вакуумные колебания
youtu.be/Qhowc1PSO4E — Пустое пространство на самом деле не пустое
www.youtube.com/watch?v=k1ZTYEyEjTg — Большой Взрыв: что было и что будет
ni-co
02.01.2018 12:40Понятие масса в школьной физике вводится через инерцию. Что имеет ввиду автор употребляя слово «масса»?
Минусуйте сколько хотите, но желтый заголовок и статья ни о чем.
amarao
02.01.2018 18:53Проблема в том, что если взять (мысленный эксперимент) невесомый куб, способный отражать свет, и напустить туда фотонов, то не смотря на то, что массы у фотона нет, у этого куба появится инерция. Объяснить это на пальцах не получается (кроме как через mc2 и обратное к нему — есть энергия, есть масса). При этом получается, что у летящего фотона масса равна нулю, а отражающийся фотон с нулевой массой массу в систему добавляет.
Чушь? Физика!BigBeaver
02.01.2018 19:04У фотона есть импульс, а значит и масса. Путаница возникает, когда мы пытаемся отделить его массу от его движения (как мы могли бы сделать с гирей, например), но понятие массы покоя фотона не имеет смысла ровно настолько же, насколько и само понятие фотона в покое. То есть, когда мы говорим «у фотона нет массы покоя» мы не имеем ввиду, что она нулевая — ее вообще нет. Не существует, как явления.
amarao
02.01.2018 19:06Давайте я задам вопрос по-другому: испытывают ли фотоны инерцию? Какое ускорение получает фотон при воздействии на него силы (например, гравитации)? Пропорциональна ли это ускорение приложенной силе?
(Я знаю, что у фотона в вакууме фиксированная скорость, но направление — вовсе нет).BigBeaver
02.01.2018 19:13У фотона нет временной компоненты 4-вектора, потому я затрудняюсь с определением для него ускорения. С другой стороны, если бы на него не действовала графитаци, то и гравитационного линзирования не было бы. Опять же, при удалении от ЧД они краснеют.
Victor_koly
02.01.2018 22:11+1Ээ, у него есть все 4 компоненты 4-импульса.
Наиболее простое приближение для описания грав. красного смещения — ввести гравитационную и инертную массу mc^2 — это величина окажется переменной и будет подчиняться соотношению:
h*nu1+m1*phy1 = h*nu2+m2*phy2, где phy — грав. потенциал в этой точке, а nu — частота фотона.
А если Вы хотите описать линзирование, то зная символы Кристоффеля в нашей области пространства (это будет как форма линзы) описываете уравнение геодезической для всех 4 координат частицы.BigBeaver
02.01.2018 22:38Ну конечно есть, иначе бы это не был 4-вектор (4-вектор с N<4 компонентами это оксюморон). Вот только временная равна нулю. При чем, в любой СО, тк инвариантность.
Victor_koly
02.01.2018 23:34А ну да, там же d/ds при ds^2 = 0. По Вики:
Четырёхимпульс фотонов и других безмассовых частиц имеет нулевой модуль
Тут наверное правда, если мы хотим сохранить в СТО инвариант mc^2 в смысле массы покоя:
Четырёхимпульс
Значит это все тогда релятивистской массы у фотона нет (gamma*0=0).
Но смысл предложенного мною соотношения именно в умении «делить 0 на 0», так как h*nu1 = m1*c^2 (уже не в смысле инвариантной массы, а в смысле той, что для полной энергии).
romy4
03.01.2018 17:31Если фотон был остановлен, то можно ли сказать, что на него действуют внешние силы?
amarao
04.01.2018 12:02В вакууме, в вакууме. В веществе всё понятно — фотон с другими частицами взаимодействует.
uu_69
02.01.2018 20:44Можно притянуть аналогию с одиночной волной? Когда этот волна движется, у нее есть импульс m(масса воды, участвующая в движении)*v. Стоять на месте волна не может. В этом случае ее просто нет. И нет смысла говорить о ее массе.
BigBeaver
02.01.2018 21:15Думаю, да. Главное не распространять какие-то дополнительные выводы, сделанные на основании аналогии, на исходный предмет. В общем-то, это касается любых аналогий. Базовое правило работы с ними, так сказать (можно использовать для нагладного обьяснения, но не для доказательства).
Tim_23
02.01.2018 13:59Мы знаем, что цвет — это свойство кварков и глюонов, что его бывает три типа, которые физики решили назвать красным, зелёным и синим.
. Можно здесь подробнее о «цвете», что подразумевается под этим термином? Почему это свойство.
Принцип неопределённости Гейзенберга запрещает природе уточнять местоположение кварка и антикварка таким образом
Прям сборник афоризмов и юмора от ученых. Скорее описывает некое явление, нежели запрещает))
Меня иногда смущает, когда некоторые формулы, типа Ньютоновских, называют законами. Есть природа(окружающий мир) и ее закономерности. Все что придумано человеком в виде математического аппарата и интерпретаций — это попытки иногда упрощенно, иногда нет, описать эти сложнейшие закономерности или особенности поведения. Когда что-то не получается вступают в действие т.н. случайные процессы.
Статью читать(и понимать) конечно тяжело, особенно когда у тебя нет сильного образования в области теор. физики и элементарных частиц. Иногда складывается впечатление, что некоторые разделы физики и математики настолько углубились в решение данных проблем, что человек без спец образования просто ничего поймет.
Как инженер, не могу ничего против сказать, так как и в инженерии есть сугубо специальные области, в том числе физического и мат.моделирования, которые с одного раза и не поймешь, но в целом вопросов больше, чем ответов.ni-co
02.01.2018 14:06Самое страшное, что статья написана таким же человеком без соответствующего образования в теор.физике, теории элем частиц. Простите, но журналист изнасиловал ученого.
Victor_koly
02.01.2018 22:21Цвет — это такое квантовое число. Берем формулировку принципа запрета Паули:
в системе одинаковых частиц, описываемых антисимметричной волновой функцией, числа заполнения могут принимать лишь два значения N = 0,1
Так вот, что бы смочь всунуть 3 одинаковых (?, честно не помню) кварка на нижнее квантовое состояние, волновая функция такой системы должна быть симметричной относительно замены местами 2 любых кварков разного цвета. Ага, значит тогда не на нижнее, а конкретно на такое, где хотя бы 2 кварка имеют одинаковое направление спина (как Вы понимаете, 3 кварка не могут занять состояния «вверх» и «вниз» без повторений).
Немного другая ситуация — мезоны (фи-мезон, чармоний, ботомоний), так как там 2 разные частицы — кварк и антикварк.
Victor_koly
02.01.2018 16:05Кроме того, математическая ловкость рук, так успешно использовавшаяся в КХД, уже неприменима
Первый раз имелась в виду КЭД?
Dimmis
02.01.2018 16:28Для понимания концепции, как из безмассовых частиц формируется массивная (инертная), полезно представить зеркальную сферу (тоже безмассовую) заполненную фотонным газом, и подумать, как она будет реагировать на попытки изменить ее направление движение или скорость, помня при этом, что у фотонов есть импульс. Получится вполне себе инертное тело, не смотря на то, что полностью состоит из безмассовых частей.
0x131315
02.01.2018 22:19А почему заполненную? А не помещенную в среду, заполненную фотонами?
В принципе вроде ничего принципиально не меняется.
Или даже заполненную фотонами, и помещенную в среду, наполненную фотонами — так даже интереснее получается. Может даже и не фотонами, а другими переносчиками энергии (частицами), не суть.
Просто в свое время, в порядке бреда, набрел на такое обьяснение инерции и гравитации:
— гравитация это простое перекрытие потока частиц (или энергии, если угодно) каким-либо обьектом или полем.
Как со сферой — ее импульс есть сумма всех импульсов частиц, с которыми она сталкивается, и в сферическом вакууме импульс этот колеблется где-то около нуля, на уровне шума.
Но стоит где-то в окрестностях сферы появиться чему-либо, что блокирует или отклоняет часть частиц, направляющихся к сфере, как равновесие импульсов нарушается (со временем, зависящим от скорости движения частиц, сфера недополучит импульс частиц со стороны этого возмущения), и сфера получает импульс в направлении источника возмущения. Вот тебе и гравитация.
Причем источник возмущения тоже получает импульс в направлении сферы, т.к. сам придает импульс частицам в направлении от сферы (а значит скорее всего, если не скомпенсирует, сам получает противоположный), к тому же сфера тоже может перекрывать ему поток частиц, чем тоже притягивает к себе.
— инерция это противодействие частиц, взаимодействующих с обьектом, изменению их импульса. Грубо говоря как со сферой, попытка ее сдвинуть — это попытка сдвинуть сферу и изменить импульс еще множества частиц, ударяющихся о сферу со стороны, противоположной прикладываемой силе, меняющих свой импульс все время, пока действует сила.
Отсюда же сохранение импульса в состоянии покоя — перестаем двигать сферу, перестаем менять импульс частиц, все приходит в равновесие, и сфера движется с тем импульсом, что успела получить.
Отсюда же гравитационные волны — т.к. импульс сферы теперь не нулевой, значит возникает дисбаланс импульсов частиц в направлении движения сферы. Теперь сама сфера источник возмущения, а значит будет платить за это возмущение своей энергией. Значит сфера со временем остановится, раздав весь импульс частицам с импульсом противоположным импульсу сферы, изменяя их импульс при каждом столкновении. Пока опять ее импульс не станет равным нулю, на уровне шума.
Но в том обьяснении почему-то вместо сферы, отражающей частицы, рассматривались обьекты, частично пропускающие, частично отражающие/поглощающие частицы. Наверно для уменьшения энергии взаимодействия до наблюдаемых величинDimmis
03.01.2018 12:40Просто сфера с фотонами в вакууме больше похожа на частицу (протон заполненный глюонами например), и показывает инертную массу как внутреннее свойство частицы, а не среды и окружения. А кроме фотонов других свободных долгоживущих безмассовых частиц я не знаю.
Приведенное вами объяснение гравитации обычно приводится эфирщиками и другими альтернативщиками. Даже подогнали математический аппарат ООО, чтоб предсказания не отличались. Только непонятно, что это за частицы такие или среда, которые оказывают на все влияние, но непонятно посредством какого взаимодействия, больше никак себя не проявляющего.
Exchan-ge
03.01.2018 05:03Комбинация двух нижних и одного верхнего кварка даёт нам всего лишь 11,9, или 1,3% от массы нейтрона. А 99% массы протона и нейтрона куда-то подевались.
"— Последним элементом конструкции наших тел являются атомы. Предполагаю, что существа F построены из частиц меньших, чем обычные атомы. Гораздо меньших.
— Из мезонов? — подсказал Сарториус. Он вовсе не был удивлен.
— Нет, не из мезонов… Мезоны удалось бы обнаружить. Разрешающая способность этой аппаратуры здесь у меня, внизу, достигает десяти в минус двадцатой ангстрем. Верно? Но ничего не видно даже при максимальном усилении. Следовательно, это не мезоны. Пожалуй, скорее нейтрино.
— Как вы себе это представляете? Ведь нейтринные системы нестабильны…
— Не знаю. Я не физик. Возможно, их стабилизирует какое-то силовое поле. Я в этом не разбираюсь. Во всяком случае если все так, как я говорю, то структуру составляют частицы примерно в десять тысяч раз меньшие, чем атомы. Но это не все! Если бы молекулы белка и клетки были построены непосредственно из этих „микроатомов“, то они должны были бы быть соответственно меньше. И красные кровяные тельца тоже, и ферменты, все, но ничего подобного нет. Из этого следует, что все белки, клетки, ядра клеток только маска! Действительная структура, ответственная за функционирование „гостя“, скрыта гораздо глубже" (с)Victor_koly
03.01.2018 10:03Из структур размером «десяти в минус двадцатой ангстрем» будете долго собирать «частицы примерно в десять тысяч раз меньшие, чем атомы». Собственно бред (но для НФ 61 года — очень даже нормлаьно), это выходит диаметр частицы 10 фм — такое фантастическое «макроядро».
Frankenstine
03.01.2018 13:36все атомы состоят из тяжёлого центрального ядра, окружённого лёгкими электронами на своих орбитах
Орбитали не орбиты.
Alexandr400
03.01.2018 13:54Я так и думал)). А если учесть, что квантовые взаимодействия зависят от наблюдателя, что доказано, получается — все это ничто иное, как иллюзия, предопределенная нашей точкой зрения.
Victor_koly
03.01.2018 14:58На самом деле, структура протона как раз зависит от наблюдателя. С точки зрения наблюдателя, сидящего «внутри протона», протон никак не может породить в столкновении 2 частиц энергией в сумме 1800 ГэВ пару частиц с энергией по 173 ГэВ. С точки зрения системы, движущейся как центр масс этих 2 протонов, есть вероятность нахождения в каждом протоне по глюону, которые в паре будут иметь энергию на рождение этих 2 кварков (ну или бозона Хиггса).
Alexandr400
03.01.2018 21:17Есть такой физик-ядерщик, запамятовал, из Европы. Он открыл, что в глубине материи находятся не частицы, а некие энергетические вихри, которые и собирают вокруг себя видимость твердых частиц для наблюдателя. самое забавное, он бросил практические исследования и научную работу, посчитав это достаточным знанием. Стал писать электронную музыку и солировать по городам. Я думаю, что материя имеет свой ключ разгадки до какой-то степени плотности, а дальше меняется настолько качественно, что скорее сломает мозг исследователя, чем получит объяснение.
Soolo
04.01.2018 16:15Хм… Красиво всё получается. Теперь те же Чёрные Дыры не кажутся чем-то невероятным. Это уже не масса с бесконечной плотностью, схлопнутая в точке пространства, а концентрат энергии, что проще представить.
И если представить время как тоже некую энергию — становится понятно, почему «течение» времени идёт с разной скоростью: время то «течёт» беспрепятственно, то преодолевает некоторую энергию сопротивления.
Если же представлять время как скорость взаимодействия энергий — то тогда понятнее, почему 2 энергии (2 частицы) в вакууме взаимодействуют быстрее, чем среди большого количества «посторонней» энергии.
arheops
Честно говоря не совсем понятно.
Почему энергия квантовых полей считается не жесткой, а вот материя типа жесткой?
И какая концептуальная разница в чем масса, в «энергии квантовых полей» или в тяжелых частицах? Особенно учитывая, что давно известно про гигантские расстояния между нуклонами в веществе(по сравнению с обьемом частиц)