Читать онлайн «Теория Вселенной». Страница 6

Из трёх сих полей, наибольшей энергией и массой — обладает электромагнитное поле: почти вся масса электрона (и позитрона) — это масса электромагнитного поля. И наконец, тот ничтожный остаток массы, что остаётся — тоже приходится не на материю, а на поля: на поле «слабое», и поле гравитационное.

Т.о. возникает очевидный вывод (сделанный примерно в середине 20-го века): вся масса, и вся энергия всех частиц — всецело принадлежит полям. Для материи т. о. — не остаётся ни массы, ни энергии. И поэтому рождается закономерная идея, что материя (т. е. материальная сердцевина) — вообще излишня, и что все объекты во Вселенной — могут быть описаны как состоящие лишь из полей (+ свойств), без материи. В общем, именно так выглядит одно из направлений общепринятого, неклассического «материализма». Понятие материи тут — полностью заменено на материеподобное основание — поле.

В каждой частице (теперь уже не частице материи, а просто частице) — существует область (или точка), где сходятся центры максимальной напряжённости всех полей, слагающих частицу. Эта область — называется эпицентром частицы. Эпицентр частицы — можно образно сравнить с вершиной безгранично широкой горы. Ведь вся частица целиком, как уже говорилось — имеет безграничный размер! Но всем этим размером, за исключением некоторой области около эпицентра, — можно, до известной степени, пренебречь.

Эпицентр любой частицы — состоит из совпадающих эпицентров полей, слагающих частицу. Любая частица — состоит лишь из определённого набора полей с совпадающими эпицентрами, и т. о. частица — не имеет: ни поверхности, ни геометрической формы, ни размера (вернее, размер — безграничен), ни плотности (!). (Плотность макрообъектов — объясняется взаимным отталкиванием частиц. Сами же частицы — бесплотны!)

Очень сложно стало наглядно представить себе частицу! Но таковы уж общепринятые (неклассические) представления о частицах, и они — гораздо более продвинуты и глубоки, чем прежние классические. Хотя за это и приходится расплачиваться, — тем, что неклассические представления гораздо более сложны для понимания, и не имеют наглядности. Впрочем, мысль прошла уже и дальше этого; и всё — будет нами разобрано, в своё время…

А пока — продолжаем о полях:

Постепенно, первоначальное представление о полях — дополнилось ещё более сложным, — т. н. квантовым представлением. Обнаружилось, что любое поле — обладает некими т. н. квантами, — которые объясняются, впрочем, довольно просто: кванты — это волны (локального) изменения напряжённости поля, способные распространяться по полю «подобно тому, как океанские волны — распространяются по поверхности океана». Пример: электромагнитные волны (=фотоны) — это кванты =волны, распространяющиеся «по поверхности» электромагнитных полей. Другие виды полей — тоже имеют свои кванты-волны: кванты «сильных» полей — называются мезонами, кванты гравитационных полей — гравитонами, кванты «слабых» полей — т. н. бозоны, и наконец, квантами глюонных полей — являются глюоны. Любые кванты — это волны, распространяющиеся по соответствующим полям. Поля же — были и остаются непрерывными и безграничными полу-субстанциями.

Теория квантов т. о. показала лишь, что каждое поле — «покрыто» соответствующими квантами, подобно тому, как океан — покрыт океанскими волнами. Океан — неспокоен, так же неспокойно и любое поле!

В целом, суть квантов т. о. довольно проста.

Итак, кванты — это явление, неотрывно связанное с тем, или иным, полем, и существующее лишь при наличии поля (также как океанские волны — существуют лишь при наличии океана). Нельзя оторвать океанскую волну от океана, а квант — от поля. Но при этом океан — не состоит из океанских волн, а поле — не состоит из квантов.

Далее: кванты любого вида полей — способны существовать в двух различных состояниях: т. н. видимом, и невидимом. Невидимость — это особое состояние кванта, когда квант — не может быть обнаружен никакими приборами! (ибо обладает т. н. минимально возможной энергией). А кванты в т. н. видимом состоянии — обладают любой энергией большей, чем минимальной, и поэтому легко обнаружимы (приборами). Например, электромагнитные кванты в видимом состоянии (=видимые фотоны) — это ультрафиолетовые, световые, инфракрасные фотоны, а также радиоволны, и др.

Но помимо видимых фотонов, в природе существуют ещё и фотоны, находящиеся в состоянии невидимом, т. е. фотоны, обладающие самой минимальной энергией (и соответственно, не могущие этой энергией ни с чем поделиться, в т. ч. и с измерительными приборами; поэтому эти фотоны — абсолютно невидимы). Невидимые фотоны — играют очень важную и своеобразную роль в природе: они ответственны за осуществление сил электромагнитного притяжения и отталкивания между частицами, т. е. ответственны за действия электромагнитных полей. Разберёмся в этом: считается, что любой электрон — постоянно испускает невидимые фотоны, энергию на постоянное образование которых, электрон черпает непосредственно из вакуума (ибо сам вакуум — обладает энергией, т. к. вакуум — не пустота). Итак, в электромагнитном поле электрона (преимущественно — в области эпицентра) — постоянно образуются электромагнитные волны, обладающие минимальной энергией (=невидимые фотоны) (=невидимые кванты электромагнитного поля), разлетающиеся в разные стороны. И когда такой невидимый фотон — поглощается соседним электроном, то между электронами происходит акт взаимного отталкивания. В то же время, когда сей невидимый фотон — поглощается протоном, то между электроном и протоном происходит, почему-то, взаимное притяжение.

В общем, кванты (=волны в полях) — являются переносчиками взаимодействий (=притяжений и отталкиваний) между частицами. Любые взаимодействия частиц в природе — должны быть опосредованы обменом квантами! Частицы — не способны взаимодействовать непосредственно (ибо все частицы, как уже говорилось, — бесплотны, и не имеют поверхностей).

Далее: рассмотрим подробнее квантовые свойства электромагнитного поля:

Электрический заряд электрона — прямо пропорционален числу невидимых фотонов, постоянно образующихся в электромагнитном поле электрона за единицу времени. Это число, среднестатистически — всегда одинаково (у всех электронов, и у всех протонов, и вообще у всех частиц обладающих электрическим зарядом равным плюс/минус единице).

Постоянный обмен невидимыми фотонами, идущий между электронами — создаёт силу взаимного отталкивания электронов, которая, в свою очередь, приводит к силам взаимного отталкивания молекул в макрообъектах. А из-за взаимного отталкивания молекул — макрообъекты обладают свойством плотности (твёрдости). Камень, например, обладает твёрдостью лишь потому, что когда мы его пытаемся сжать, силы электромагнитного отталкивания между молекулами в камне — начинают резко преобладать над силами электромагнитного притяжения. Эти силы (отталкивания) — и не позволяют нам сжать камень, и т. о. — создают у камня твёрдость.

В общем, свойство плотности (твёрдости) у макрообъектов — существует лишь благодаря силам взаимного отталкивания частиц, которые осуществляются посредством обмена невидимыми квантами. Сами же частицы (и поля, их слагающие), как уже говорилось — бесплотны!

Абсолютную бесплотность частиц — можно доказать и экспериментально: например, электроны, разогнанные в ускорителе — способны свободно проходить сквозь эпицентр протона, как будто протон — прозрачен. А так — и есть на самом деле: Частицы, по современным представлениям — плотностью (твёрдостью) — не обладают. Плотность имеется лишь у макрообъектов, т. е. объектов, сложенных из множества частиц, и возникает она — лишь благодаря силам отталкивания между частицами. А в основе любых сил отталкивания — лежат, в конечном итоге, обмены теми или иными, квантами, между теми, или иными, полями, входящими в состав частиц.

Виды полей, существующие в бесконечной Вселенной — бесконечно разнообразны, но все поля — имеют соответствующие (свои) кванты, обмен которыми — может создавать взаимное отталкивание частиц, или же наоборот, взаимное притяжение. Взаимное отталкивание частиц — лежит в основе свойств плотности (твёрдости) и объёмности макрообъектов. А взаимное притяжение частиц — придаёт макрообъектам прочность на разрыв, а также свойство упругости.

Силы притяжения, связывающие, например, протоны и нейтроны в ядре атома — обусловлены обменом постоянно образующимися квантами «сильных» полей, (=невидимыми мезонами) — создающими прочность ядра атома на разрыв. В видимом состоянии, мезоны получены (и изучены) с помощью ускорителей заряженных частиц: при столкновениях ядер атомов, разогнанных в ускорителе, невидимые мезоны — могут обретать дополнительную энергию — и переходить т. о. в т. н. видимое состояние. Существование видимых мезонов — косвенное доказательство в пользу существования и мезонов невидимых. Подобным образом — доказывается существование невидимых квантов и для остальных известных видов полей.