Армонное число; Армонная переменная n и Армонная постоянная Ա

 Армонное число; Армонная переменная n и Армонная постоянная Ա

1 Концептуальное единство универсальных постоянных G, c, h

Совокупность знаний, приобретенных в период исторического развития  физики можно передать тремя символами – G, c, h. То есть, плод (результат) всей пройденной дороги – это открытие этих  трех физических постоянных. И не случайно эти постоянные связаны с именами Ньютона, Эйнштейна и Планка, и соответственно символизируют физику Ньютона, релятивистическую и квантовую теории Ньютона.

Сколько десятилетий ученые-физики стараются осуществить великую мечту Эйнштейна – создать общую физическую теорию, одну единую теорию, которая, по общему мнению, будет опираться на “трех китах” – на постоянные G, c, h.

Но как найти ключ к объединению?

Численные значения этих констант берутся из эксперимента:

И неясно чем они определяются. Нет ни одной теории, которая объяснила бы, обосновала бы причину неизменности этих физических величин, обьяснила бы почему они таковы.

Заранее хочу отметить, что говоря про их концептуальное единство, нужно понимать их взаимную связь, взаимную обусловленность.  А ключ, секрет этого единства заключается в следующем – если в описании физических систем, явлений всех типов, известных современной физике, это единство не было достигнуто, значит возникновение такого единства связано только с открытием физических систем какого-то нового типа. То есть постоянные G, c, h должны играть существенную роль в описании совершенно нового класса физических систем.

Ясно, что разыскиваемые, так называемые физические системы нового типа, многим и существенно, должны отличаться от известных нам классов физических систем. Следовательно, нужно искать необычные случаи, «экзотические» свойства, процессы.

В качестве основы примем принцип размерностей, согласно которому размерность физических величин непосредственно указывает на формулы этих величин. Согласно этому утверждению, три всемирные или универсальные постоянные выражаются следующими формулами:

 (1)

Мы столкнемся с необычными свойствами, если параметры m, r, t, разыскиваемого физического объекта (системы), определим формулами G= и c=.

Получим:

                         (2),

формулы, из которых ясно видно, что m, r, t прямо пропорциональны друг другу. Это уже необычные свойства, тем более, что между параметрами m, r, t устанавливаются стабильные, неизменные зависимости:

                   (3)

Из этого следует, что при уменьшении или увеличении одного из переменных m, r, t в n раз, остальные тоже соответственно увеличиваются или уменьшаются.

Подобными вопросами первым занялся великий мыслитель Макс Планк, после открытия постоянной h, получившей его имя. Планк построил формулы физических величин разных размерностей из универсальных постоянных G, c, h:

К сожалению, эти планковские величины до сих пор часто воспринимаются отдельно-отдельно, как независимые друг от друга величины. И не сознается единство этих величин, которое выражается стойкими пропорциями, существующими между ними: ,  или .

То есть величины Планка тоже подлежат закономерностям формул блоков (2) и (3).

На этом уровне рассуждений уже можно сформулировать первоначальное определение искоемых физических систем – те физические системы, чьи , r, t параметры прямо пропорциональны друг другу и меняются равномерно, назовем Армонами (от индоевропейского  корня “Арм”, который означает семя, корень) и Псевдоармоны. Правда, закономерностям блоков (2) и (3) в первую очередь подчиняются черные дыри (ЧД), однако положительные и отрицательные компоненты Армонов и Псевдоармонов по отдельности так же подчиняются этим закономерностям. В этом смысле Армоны и Псевдоармоны как бы похожи на ЧД. Это обстоятельство стало поводом для некоторых физиков, которые пришли к ошибочному мнению: якобы наша вселенная является черной дырой или же находится в черной дыре.

На самом деле Армоны и Псевдоармоны тем и отличаются от ЧД, что состоят из положительных и отрицательных компонентов, которые уравновешивают друг друга и в итоге эти наши несвободные физические системы лишены инертной массы:  m_tot=m_пол+m_отр=0, где m_пол=|m_отр|= .

Но, кажется, я немного отклонился от основного содержания этого параграфа. И действительно, каковo концептуальное значение постоянных G, c, h? Все физики понимают, что в будущей физической теории эти три постоянные будут играть фундаментальную роль, но не осознают, что вместе они должны описывать свойства именно наифундаментальных физических систем, где G, c, h являются физическими характеристиками этих систем:

а) c выражает постоянную скорость изменения Армонов и Псевдоармонов – вообще несвободных физических систем. И не существует в природе какой-либо силы, какого-то средства, которое смогло бы приостановить, замедлить эту скорость.

б) h – это минимальный момент импульса Армонов и Псевдоармонов, а также их компонентов, вернее  или , когда n=1. Компоненты нашей вселенной в момент n=1 имеют именно такие характеристики: I=h для положительного компонента, , для отрицательного компонента, а полный момент импульса всегда равен нулю. Для выяснения предельно расширенного состояния нашей вселенной (нашего Псевдомаксмона), т.е. для нахождения верхней границы расширения, эволюции вселенной нам необходимо знать максимальнoe значение n.

в) Что касается G - гравитационной постоянной Ньютона, то это коэффициент Армонной силы, еще одного важного свойства Армонов и всех несвободных систем – . Что это за сила, выясним потом.

Итак, концептуальная роль и значение постоянных G, с, h заключается в том, что они выражают и описывают физические свойства Армонов и вообще несвободных систем. Как уже нетрудно догадаться, концептуальное единство постоянных G, c, h и создание общей или единой физической теории невозможно без еще одного, нового физического понятия – Армонного числа, которое, как видно из формулы , безразмерная величина и, что самое главное, выступает в качестве коэффициента изменения физических параметров Армонов и Псевдоармонов. Вообще, в нашей теории у Армонного числа разнообразные и интересные функции; вместе с тремя всемирными константами, оно делает целостным теорию Армонов; при помощи Армонной постоянной Ա определяется верхний предел эволюции нашей вселенной, с другой стороны, при помощи Армонной переменной Армонам и несвободным физическим системам придается некий динамизм.

2 Совпадение больших чисел в космомикрофизике

Начиная с Дирака и Гамова, физики многократно пытались дать определенное объяснение совпадениям больших чисел, обнаруженных в области Космологии и микрофизики, не нарушая основных законов современной физики. Но до открытия Армонного числа, все эти попытки были неудачны, и тайна совпадения больших чисел была покрыта недостигаемой загадочностью. Хотя, как писали Зельдович и Новиков в своей известной книге,– “Среди физиков существует убеждение, что безразмерные величины, существенно отличающиеся от единицы, подлежат объяснению, являются предметом (по крайней мере) качественной теории. Это убеждение наталкивает на мысль, что близость больших безразмерных чисел из различных явлений природы указывает на наличие внутренних связей между этими явлениями и может служить маяком, указывающим путь развития науки”[1]. И действительно, открытие Армонного числа дает возможность не только а) выявить параметры нашей вселенной, как локальной физической системы; указать закономерности их изменения; дать их предельные значения, а еще б) определить взаимную связь и взаимообусловленность вселенной и ее основных компонентов; количество основных компонентов вселенной, соответственно каждому этапу ее эволюции; так же связь и взаимообусловленность  физических параметров вселенной и ее основных компонентов.

Одним словом, 80-летнюю историю исследования  совпадений больших чисел я считаю предысторией открытия Армонного числа.

Ниже считаю нужным отметить только те основные неточности, которые не дали моим предшественникам возможности открыть Армонное число.

           Надо сказать, что Зельдович и Новиков были трижды правы, когда утверждали, что “при отсутствии логически замкнутой теории намеки или указания на роль больших чисел неоднозначны”[2]. Если бы не было моего философского обоснования теории Армонов, представления об Армонной структуре, вряд ли мне бы удалось открыть Армонное число на основе изучения совпадений больших чисел. Эйнштейн был прав – сперва рождаются понятия (идеи) и только потом они формулируются математически.

Итак, при помощи констант G, c, h и массы m элементарных частиц можно получить  безразмерную величину, для протона – . Это, фактически, отношение квадрата массы протона к квадрату массы Планка, так что . Это одно большое число, взятое из микрофизики. Из больших чисел, описывающих Метагалактику или нашу вселенную, Дирак берет общее количество нуклонов (рассматривая  нашу вселенную как локальную закрытую систему). На основе данных своего времени Дирак получает  и, естественно, делает вывод, что . В конце концов, и Дирак, и Гамов приходят к выводу, что T_ВС - возраст нашей вселенной равен произведению характерного времени с для протона (нуклонов) и :

Ясно видно, что эта формула не сработает, поскольку T_ВС переменная величина, а выражение  в  правой  стороне  уравнения  постоянно.  Значит  1)  или  правая  сторона уравнения должна быть переменной, чтобы уравнение сработало, или же 2) нужно рассматривать T_ВС, как конечное время, фиксирующее завершение расширения вселенной и как таковое – неизменную величину.

Сперва, обсудим второй случай. У формулы Дирака и Гамова физический смысл есть только в одном случае, если допускать, что вселенная закрыта и у нее есть верхняя граница расширения, то есть, если допускать, что эта формула фиксирует момент завершения расширения; что у расширении нашей вселенной есть начало – , которое фиксированная постоянная величина, и естественно у нее должен быть конец – , что тоже фиксированная величина и в этом смысле неизменна. Но в этом случае неясно, как возраст T_ВС вселенной будет расти, и от своего минимума  может дойти до максимума. И потом неясно, почему в качестве единицы времени нужно брать именно , а не, скажем, , тем более что нуклоны в процессе расширения появляются позднее…

Так что перейдем к первой возможности преодоления неточности формулы Дирака-Гамова, которая более интересна с точки зрения выявления взаимной связи физических систем, явлений микромира и мегамира.

Как мы уже отметили, первый путь преодоления неточности формулы  заключается в том, чтобы выражение  правой стороны уравнения  сделать такой же переменной, как  T_ВС.

В свое время Дирак (и другие) многократно пытались этим путем исправить ситуацию, но впали в другую крайность, поскольку , то значит, согласно Дираку, одна из констант G, h, c, m_p должна быть переменной. И вот началась ревизия физических констант; жестокой атаке подверглась особенно гравитационнaя постояннaя G; к сожалению, и сегодня делаются такие попытки, но напрасно.

В то время как единственный правильный путь решения вопроса: превращения выражения правой стороны формулы в переменную, связан с новыми идеями, с новыми подходами. С первого взгляда может показаться, что мы снова возвращаемся к точке зрения Дирака, к идее, что одна из четырех констант переменна, но это не совсем так. Я считаю, что нужно пойти по дороге обобщений. Речь идет не об абсолютных константах G, c, h,  а о параметрах m_p и g.

Что такое g, это безразмерная величина, число, которое выражает, скажем, отношение квадрата массы протона m_p к квадрату массы Планка . Однако выясняется, что кроме этого частного случая, у g_p имеет более общее значение. На первом этапе обобщения выясняется, что g_p также выражает отношение характерного времени протона (нуклона) , длины  Комптона , к времени и радиусу Планка.

.

Отсюда , и становится ясным, что на этом уровне обобщения , выражение правой стороны, даже в своем обновленном виде, продолжает оставаться неизменным. Это толкает к следующему, более глубокому, более существенному шагу обобщений. Известно, что g выражает отношение не только массы протона (m_p), а также массы электрона (m_e), почему нет, также всех других элементарных частиц, в том числе характерных частиц электрослабого объединения, великого объединения, даже массы реликтового фотона к . Для ясности приведем численные значения g, выражающие эти отношения:

Итак в приведенной парадигме, поскольку у всех элементарных частиц, вообще у всех квантовых частиц есть одна важная общность – их энергомассы меньше , с чем и связана их квантовая сущность, то можно обобщить их массы и соответствующее g, представляя одной общей формулой – , где индекс k означает квантовый. С первого взгляда может показаться, что это лишняя формальность, но как увидим ниже, это дает возможность для выявления закономерностей с богатыми содержаниями.

Достоинство этой формулы в том, что  переменная, она может принять любое значение, меньше массы , соответственно, переменной стала также , и в этом смысле  уже похожа на Армонную переменную n. Из вышеприведенной парадигмы видно, что у  могут быть численные значения больше единицы, точно так, как у Армонной переменной n. По этой причине остается их уравнять – . Отныне можем вообще избавиться от  и иметь дело только с Армонной переменной n, тем более что Армонная переменная n более общая, чем ; переменная n выражает пропорциональность изменения m, r, t параметров Армона (также нашей вселенной), это также коэффициент  роста параметров m, r, t во время расширения Армона из состояния Минимона: , , .

Итак, вставляя значение  в формулу , или в ту же формулу вставляя значение , соответственно получим  формулы  и , которые во время расширения Армона (вселенной) выражают взаимообусловленность этой глобальной физической системы и параметров ее характерной элементарной частицы. И это касается всех физических параметров (m, r, t, ρ, E, T).

С точки зрения выявления неточности формулы  Дирака-Гамова, интересно сравнение наших законов  и  с их формулой . Если в последнюю вставим значение , получим  , а у нас – . Из сравнения видно, что формула Дирака-Гамова формальна, а у моего закона глубокий смысл, это закон природы.

То же самое можно сказать о формуле Дирака – , где выражение  эквивалентно , значит , у Дирака, фактически,  , который существенно отличается от моего закона .

3 Обоснование Армонной постоянной

Как уже было сказано, у Армонной (n1) переменной не может быть численных значений, меньше единицы, и это определяется параметрами Планка. Это граница сжатия нашей вселенной и начало ее расширения. Однако уже знаем, что у расширения, эволюции вселенной тоже должна быть какая-то верхняя граница, и, естественно, это означает, что переменная n не может иметь бесконечно большого численного значения, она должна иметь максимальное значение, больше которого быть не может. Именно это максимальное значение переменной n я называю Армонной постоянной и обозначаю заглавной буквой армянского алфавита Ա. Итак переменная n ограничивается с обеих сторон – 1nԱ. Осталось выяснить численное значение Ա.

Имея в виду, что Ա=const., ясно, что , r, t параметры положительной и отрицательной компонентов нашей вселенной могут достичь максимальных значений , , , это означает, что у нашей вселенной (нашего Псевдомаксимона), которая расширяется, есть верхняя граница расширения.

Если найдем эту верхнюю границу эволюции, то этим можно определить численное значение Армонной постоянной Ա=.

1) В рамках экспериментальных возможностей современной физики, пожалуй, единственную возможность для определения верхней границы (R_Ա) космологического расширения  дают  и  постоянные, подтвержденные экспериментом параметры атома водорода (простейшего атома):  , откуда =, значит -   1n10⁶².

Есть и другие подходы для “теоретического” обоснования Армонной постоянной Ա. Приведем некоторые из них.

2) Современная физика установила время начала нуклеосинтеза: . Этим тоже можно определить время завершения космологического расширения:  t_Ա=Աt_pl

t_Ա , откуда .

3) Вернемся к проблеме стабильности протона, поскольку от экспериментального определения времени “жизни” протона зависит также определение t_Ա формулой .

Сегодня экспериментальные данные противоречат теоретическим предсказаниям. Эксперимент показывает, что протоны “живут” дольше, чем предсказывает теория Большого объединения –  лет.

По-моему, время стабильности протона можно определить формулой . В этом случае получим . Порог стабильности протона – , и хотя до этого довольно проблематично дойти путем эксперимента, если вообще возможно в ближайшие десятилетия, но с точки зрения нашей задачи этот показатель дает возможность для определения численного значения постоянной Ա.

, , откуда Ա=.

Итак, экспериментальные результаты поисков стабильности протона одновременно стали бы еще одним экспериментальным подтверждением наличия и определения верхней границы космологического расширения.

4) Астрофизики уже давно определили продолжительность существования Солнца и других таких звезд: t. По моему глубокому убеждению, это тоже связано с завершением космологического расширения. Ту же самую формулу  можно обобщить также для галактик и их сверхскоплений, и опять получим показатель , который совпадает с . Так что это обстоятельство тоже можно принимать как подтверждение постоянной Ա=.

5) Физики очень заинтересованы пространственным масштабом . Во-первых уже давно выяснилось, что в этих масштабах квантовые электромагнитные силы равняются гравитационным слабым силам. То есть это одна своеобразная граница, где квантовая сила и гравитация совпадают, равны. Я уже говорил, что существует Армонная сила – . Эта максимально большая сила, существующая в природе и даже постоянная сила. Теперь сравним эту силу с силами, характерными пространственному масштабу: ; и гравитационная сила, возникнувшая между характерными элементарными частицами этого пространственного масштаба, равна этой квантовой силе: .

Отсюда тоже получается Ա=.

6) Пространственный масштаб знаменует важное событие  космологического расширения. На этом уровне космологической эволюции, из-за  нарушения симметрии электрослабого объединения, отделяется электромагнитная сила. И так, на этом этапе формируются четыре основные физические силы, необходимые для дальнейшей эволюции материи, для возникновения сложных типов материи, в том числе космических тел и жизни. Имея в виду, что , мне кажется есть достаточно оснований для утверждения, что это логарифмическая половина пути космологического расширения, тем более что, начиная с этого этапа, в следующей половине расширения решающая главная роль принадлежит гравитации.

Одним словом, я уверен, что общая физическая теория (определение Зельманова) не только объединяет ОТО и квантовую физику, но и на основе Армонного числа объединяет всемирные постоянные G, c, h и при их помощи открывает и описывает фундаментальный тип материи – несвободные физические системы. В основе этой общей физической теории  (в узком смысле – теории Армонов) лежат абсолютные константы G, c, h, [3].

Тут, забегая вперед отмечу следующее: после открытия фонового, реликтового излучения Вильсоном и Пензиазом в 1965г., прошло несколько десятилетий, и за ето время ни один из ученых не попытался непосредственно из физических характеристик реликтового фотона получить, вывести современные физические характеристики вселенной. Почему? Потому что им не были известны открытые мною законы: 

t_Ա

Разве это не чудо: регистрируя квант излучения, дошедший до нас из глубин миллиардных лет, его физическими свойствами, параметрами достаточно точно определяем глобальные физические характеристики нашей расширяющейся глобальной среды – вселенной. Во-первых, как видно, настоящие параметры вселенной на порядок больше показателей, принятых в науке в наше время: , , . Даже, от этих, полученных экспериментом, наблюдениями показателей должны были догадаться, что параметры нашей вселенной подлежат закономерностям формул блоков (2) и (3). Так или иначе, реликтовое излучение, фактически, тоже свидетельствует, что наша вселенная (наш Псевдомаксимон) расширяясь или развиваясь, уже приблизилась к своему пределу, во всяком случае, она находится на последней стадии расширения: .

Это свидетельствует не только о том, что Армонное переменное по порядку величины сравнялось с Ա (n=Ա), но и о том, что   имеет предельное значение для характерных квантовых частиц вселенной, то есть:

: