Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Обсуждение общих тем связанных с астрономией. Викторины и конкурсы форума.

Модераторы: LEONID_OM, LittleRacoon, Булдаков Сергей

Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Валера » 09 июл 2011 15:52

Квантовые флуктуации вакуума не только способны подталкивать тела к сближению (эффект Казимира), но и могут тормозить космические аппараты (эффект "аномалии Пионеров"). Выведена уникальная формула диссипации (потери) кинетической энергии за один период колебания волны де Бройля Wd = H0hс/v, с помощью которой можно рассчитывать космологическое красное смещение и торможение космических аппаратов (проявление квантовых эффектов физического вакуума).
В статье сначала рассмотрена диссипация кинетической энергии фотонов, а потом сделано обобщение для всех элементарных частиц и физических тел.

«В настоящее время установлено, что вакуум не пустота, а является некой материальной средой с определенными, но еще не установленными свойствами. Это было подтверждено наблюдением вакуумных эффектов, например, нулевых колебаний и поляризации вакуума, генерации частиц в вакууме при электромагнитных взаимодействиях. Поэтому резонно предположить, что физический вакуум может обладать внутренним трением из-за его малой, но реальной вязкости, что и может являться причиной изменения взаимодействия света с ним и в конечном счете приводить к красному смещению.»
http://bourabai.narod.ru/shtyrkov/evolution.htm

«В реальном веществе распространение волн всегда сопровождается потерями (диссипацией) энергии за счет ее перехода в тепло; ...»
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ.

Если в вакуумной среде наблюдаются флуктуации поля, то в такой среде будет происходить поглощение электромагнитных волн - энергия волн переходит в энергию флуктуаций. Из формулы космологического красного смещения Z = (E0 - E)/E0 видно, что чем больше энергия (частота) фотона, тем больше потеря энергии. Т.е. потеря (диссипация) энергии прямо пропорциональна количеству колебаний. Несложно посчитать, какая энергия будет потеряна за один период колебания фотона: Wd = EZ = EH0t = hvH0t = hH0 = 1.6•10-51 Дж, где E - энергия фотона E = hv, Z - красное смещение Z = H0t, H0 - постоянная Хаббла (2.40 ± 0.12)•10-18 с-1, h - постоянная Планка, t - период колебания t = 1/v, v - частота фотона. Например, фотон с частотой 6•1014 Гц (E = 3.98•10-19 Дж), пройдя 40 мегапарсек (S = 1.234•1024 м), совершит 2.47•1030 колебаний (S/λ = Sv/c), соответственно, диссипация энергии составит 2.47•1030 × 1.6•10-51 Дж = 3.95•10-21 Дж, а красное смещение будет Z = 3.95•10-21 Дж / 3.98•10-19 Дж = 0.01. Т.е., независимо от частоты фотона, при каждом колебании волны из-за того, что в вакуумной (полевой) среде происходит перекачка одного вида энергии в другой, происходит потеря порции энергии, которая переходит в энергию флуктуаций вакуума. Только приверженцы идеализма могут считать электромагнитные волны идеальными и распространяющимися без диссипации энергии, что противоречит физике волновых процессов. В любой среде распространение волн всегда сопровождается потерями (диссипацией) энергии за счет ее перехода во внутреннюю энергию среды, проявляющуюся в виде флуктуаций. Распространение волн в физическом вакууме не является исключением, так как вакуум - это не пустота, в нем, как и в любой среде, происходят флуктуации, которые называют нулевыми колебаниями электромагнитного поля.

«Появился термин "физический вакуум", под которым понимают средоточие виртуальных частиц, непрерывно рождающихся на короткие мгновения и тут же исчезающих. В соответствии с современными представлениями, они рождаются парами "частица - античастица" и исчезают в результате аннигиляции. Так, виртуальная пара "электрон - позитрон" аннигилирует с образованием виртуального фотона, который снова превращается в электрон-позитронную пару и т.д. Рождение и уничтожение виртуальных частиц и есть квантовые флуктуации. Поскольку любые флуктуации - это колебания вокруг некоторого среднего значения, физический вакуум рассматривается как квантовая система в состоянии с минимальной энергией, в среднем равной нулю. Поэтому квантовые флуктуации вакуума часто называют нулевыми колебаниями электромагнитного поля.»
Американские физики получили нечто из ничего.
http://www.scorcher.ru/art/theory/any/kazimir.htm

«Теперь представьте: летит себе наша наблюдаемая реальная частица (пусть это будет электрон), а рядышком - бульк-бульк - виртуальные пары то возникнут, то схлопнутся. Часто случается, что природа путает виртуальные частицы с реальными - ведь частицы все тождественны и один электрон от другого не отличишь. Итак, возникла поблизости от вашего электрона виртуальная парочка, да только античастица спутала своего виртуального партнера и проаннигилировала с реальной частицей. Сами понимаете, что виртуальному электрону ничего другого не остается, как взять на себя роль реальной частицы. В результате на наших глазах творится что-то невообразимое: была реальная частица в одном месте и вдруг оказалась в другом. Прямо телепортация какая-то. Такое "дрожание" орбиты электрона в атоме было теоретически предсказано и экспериментально проверено (лэмбовский сдвиг).»
Эффект Казимира или проблема вакуума.
http://www.eduhmao.ru/var/db/files/8630.kasimir.doc

Для наглядности заменим в тексте цитаты электрон на фотон: "Теперь представьте: летит себе наша наблюдаемая реальная частица (пусть это будет фотон), а рядышком - бульк-бульк - виртуальные пары то возникнут, то схлопнутся." Виртуальные частицы - это такие же частицы, как и реальные. Они полностью тождественны реальным и неотличимы от них, но только из-за аннигиляции живут очень короткое время. Экспериментально установлено, что виртуальные частицы, несмотря на очень короткое время жизни, влияют на движение реальных частиц (лэмбовский сдвиг). Т.е. физический вакуум, являясь материальной средой, своими флуктуациями влияет на движение частиц. Движение среди виртуальных частиц в какой-то степени аналогично движению в реальном веществе.

«Квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределенности, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей.»
[url]http://ru.wikipedia.org/wiki/Вакуум[/url]

«Виртуальные частицы определяют свойства физического вакуума, который, таким образом, в современной физике также приобретает атрибуты материальной среды.»
[url]http://ru.wikipedia.org/wiki/Материя_(физика)[/url]

Флуктуации вакуума представляют виртуальные частицы, поэтому у фотонов, распространяющихся даже в вакууме, происходит взаимодействие с элементарными частицами, приводящее к потере энергии. Т.е. фотон движется не в пустоте, а в полевой среде, представляющей "море" виртуальных частиц. Заряженные виртуальные частицы под действием переменного электромагнитного поля начинают колебаться, так же как и обычные частицы. Надо заметить, что виртуальные частицы не могут рассеивать фотоны, так как для рассеивания надо сначала поглотить, а потом излучить фотон, но это запрещено для виртуальных частиц, так как они находятся не в связанном состоянии. Взаимодействие происходит чисто полевое, т.е. электрические и магнитные потоки в электромагнитной волне воздействуют на заряженные виртуальные частицы, смещая их (поляризация вакуума), при этом частично расходуется энергия волны и возникает красное смещение. Такое взаимодействие не зависит от длины волны, так как нет резонанса. Аналогичный пример чисто полевого взаимодействия - это когда фотоны теряют энергию (краснеют) в гравитационном поле, где также не наблюдается рассеивание фотонов. В том, что электромагнитная волна затухает, распространяясь в полевой среде, нет ничего необычного - в любой материальной среде происходит затухание волн, иначе это будет представлять идеализм. Свет состоит из фотонов, а чем меньше энергия фотона, тем больше его длина волны.

Нельзя отделить макромир от микромира, т.е. не надо забывать, что все частицы и тела - это волны де Бройля и, как все волны, имеют длину и частоту. Волны де Бройля иногда интерпретируются как волны вероятности, но вероятность - это чисто математическое понятие и не имеет никакого отношения к дифракции и интерференции. Сейчас, когда уже стало общепризнано, что вакуум - это одна из форм материи, представляющая состояние квантового поля с наименьшей энергией, отпала необходимость в таких идеалистических интерпретациях. Только реальные волны в среде могут создавать дифракцию и интерференцию, что относится и к волнам де Бройля. При этом волн без энергии не бывает, так как любые волны - это распространяющиеся колебания, представляющие перекачку в самой среде одного вида энергии в другой и наоборот. При таком физическом процессе всегда происходит потеря энергии волн (диссипация энергии), которая переходит во внутреннюю энергию среды. Волны де Бройля (волны кинетической энергии), так же как и любые волны, со временем теряют энергию, которая переходит во внутреннюю энергию вакуума (энергию флуктуаций вакуума), что наблюдается как торможение тел - эффект "аномалии Пионеров".

«Одним из важнейших результатов миссий Pioneer и Voyager явилось открытие так называемой "аномалии Пионеров" - эффекта торможения аппаратов со временем, природа которого остается неизвестной.»
http://www.cnews.ru

«Принимая во внимание тот факт, что аномальное торможение не зависит ни от времени, ни от положения в пространстве, за прошедшее время группа оценила величину всех возможных источников постоянного негравитационного воздействия на аппарат - таких как утечка газа, тормозной эффект космической пыли, неравномерное распространение тепла в самом космическом аппарате, импульс отдачи от радиосигналов, посылаемых по направлению к Земле. Однако даже после учета всех факторов аномалия не исчезла. Более того, оказалось, что в движении и других исследовательских аппаратов, запущенных позднее во внешние части Солнечной системы, - "Галилео", "Кассини", "Улисс" - присутствует тот же эффект торможения, а значит, источником аномалии, скорее всего, являются не технические аспекты, имеющие отношение к конкретному аппарату. В настоящий момент члены группы склоняются к мнению о том, что причину следует искать в направлениях, связанных с так называемой "новой физикой".»
[url]://www.ntsomz.ru/news/news_cosmos/pioneer_29_june_2005[/url]

Было установлено, что источником аномалии не являются технические аспекты. Например, cпециалисты из группы Андерсона, которые рассчитывали величину теплового эффекта, заявили, что "вклад тепловой радиации в аномальное торможение "Пионера" должен быть мал", и указали на то, что тепловое излучение уменьшается из-за разрядки батарей, а наблюдаемое торможение "Пионера" - постоянно. За период наблюдения, а это больше десяти лет, величина торможения оставалась неизменной, т.е. нет зависимости от расстояния до Солнца. Более того, аппараты другой конструкции имеют такую же величину торможения. Все эти эффекты торможения описывает уникальная формула диссипации (потери) кинетической энергии за один период колебания волны де Бройля, с помощью которой можно рассчитывать космологическое красное смещение и эффект "аномалии Пионеров". Формула является универсальной и подходит для всех тел и частиц, включая фотоны: Wd = H0hс/v, где с - скорость света, v - скорость частицы. Например, если частица (тело) массой в 1 грамм (m = 0.001 кг) летит со скоростью 10000 м/c в течение 100 лет (t = 3155760000 сек), то волна де Бройля совершит 4.76•1047 колебаний (S/λ = vt/λ = tmv2/h), соответственно, диссипация кинетической энергии составит WD = tmv2/h × H0hс/v = H0сvtm = H0сpt = H0сSm = 22.7 Дж, где S - пройденный путь S = vt, p - импульс p = mv, λ - длина волны λ = h/mv. При этом скорость снизится до 9997.7 м/с, а "красное смещение" волны де Бройля будет Z = (10000 м/c - 9997.7 м/c) / 10000 м/c = 0.00023. Из формулы видно, что диссипация кинетической энергии прямо пропорциональна массе и пройденному расстоянию WD = H0сSm, а также импульсу и времени WD = H0сpt, - чем больше импульс, тем больше потеря энергии за единицу времени. Например, тело массой в 1 килограмм при прохождении расстояния в 1 метр теряет кинетическую энергию WD = H0сSm = 7.2•10-10 Дж. Соответственно, сила сопротивления движению равна FD = H0сm = 7.2•10-10 Н, а величина торможения ap = сH0 = (7.20 ± 0.36)•10-10 м/с2. Такая же величина торможения ap = (8.74 ± 1.33)•10-10 м/с2 (совпадает в пределах погрешности) была получена экспериментально в результате исследования эффекта "аномалии Пионеров". Т.е. формула Wd = H0hс/v - рабочая, расчеты совпадают с экспериментальными данными и ей можно пользоваться. При таком торможении ap = сH0 получается, что если тело движется со скоростью 1 метр в секунду, то оно остановится через t = v/сН0 = 44 года, пройдя расстояние S = v2/2сН0 = 700000 км. Фотоны рассчитываются аналогично, но только надо помнить, что потеря энергии не приводит к изменению скорости. Например, потеря энергии фотона WD = H0сvtm = H0tE = ZE, где E - энергия фотона, а за один период колебания Wd = H0hс/v = H0h = 1.6•10-51 Дж. Не бывает кинетической энергии без волн де Бройля, поэтому они связаны с любой движущейся частицей. Волны де Бройля являются материальной сущностью кинетической энергии. У реальных волн де Бройля (не волн вероятности), так же как и у всех физических волн, частота колебаний равна v = v/λ. Если преобразовать Wd = H0hс/v = H0mλс, то можно из формулы исключить скорость. Формулу можно считать точной, так как вычисляется всего один период колебания. То, что в формуле присутствуют только самые необходимые переменные и нет ничего лишнего, указывает на ее фундаментальность. Простая до гениальности формула Wd = H0hс/v - это настоящий переворот в представлениях о свойствах физического вакуума. Развеян миф о существовании в вакууме идеальных волн, распространяющихся без диссипации. Это еще раз подтверждает то, что любой идеализм недопустим в науке. Возможно, формула немного опережает свое время, так как, вопреки множеству экспериментальных фактов, еще сохранились предрассудки, что вакуум - это пустота. Физика - это экспериментальная наука, поэтому, независимо от сохранившихся предрассудков, только по совпадению расчетных и экспериментальных данных можно судить, что является истиной, а что ересью. «Истина всегда рождается как ересь, а умирает как предрассудок» (Гегель). Физический вакуум представляет полевую среду, где даже в основном состоянии происходят квантовые флуктуации, их еще называют нулевыми колебаниями поля. Все частицы, а не только фотоны - это возбужденные состояния поля, которые при движении представляют волну. Поэтому волны для всех частиц рассчитываются одинаково: λ = h/p, соответственно, диссипация волн также одинаковая: Wd = H0hс/v. Данная формула отражает тот факт, что у всех волн помимо таких свойств как длина, частота и энергия имеется еще и диссипация энергии из-за того, что при каждом колебании волны происходит перекачка одного вида энергии в другой и наоборот. Такая потеря кинетической энергии, переходящая во внутреннюю энергию вакуума (энергию флуктуаций вакуума), для космических объектов представляет заметное торможение. Выведенная формула поможет сделать расчеты более точными.

«Ученые установили, что так называемая аномалия "Пионеров" - аномальное ускорение аппаратов Pioneer 10 и Pioneer 11 во внешней части Солнечной системы - имеет негравитационную природу.»
http://www.lenta.ru/news/2009/12/21/pioner/

Аномальное торможение было обнаружено у всех космических аппаратов, для которых это технически было возможно измерить, а также появились факты, указывающие на то, что тормозятся и астероиды.

«По идее, "эффект Пионеров" должен был оказать значительное влияние на него. И что самое интересное, этот астероид находится совсем не там, где по расчетам астрономов он должен был бы сейчас находиться.»
http://science.compulenta.ru/182831/

«... группа экспертов NASA под руководством Вячеслава Туришева считает, что "аномалия Пионеров" заслуживает самого пристального внимания. Не исключено, что изучение данного эффекта приведет к фундаментальным изменениям существующих законов физики.»
http://news.cosmoport.com/2004/11/29/1.htm

«ap = (8.74 ± 1.33)•10-10 m/s2 ... ap = cH»
http://lnfm1.sai.msu.ru/grav/russian/life/chteniya/sagi2007/turyshev_Anomaly.pdf

В результате исследования эффекта "аномалии Пионеров" группой NASA под руководством В.Г.Турышева была получена формула ap = cH0 (совпадает в пределах погрешности), где ap - постоянная аномального торможения космических аппаратов (8.74 ± 1.33)•10-10 м/с2, H0 - постоянная Хаббла (2.40 ± 0.12)•10-18 с-1, c - скорость света. И, хотя формула приведена без лишних объяснений, из нее, согласно логике, прямо вытекает, что космологическое красное смещение и "аномалия Пионеров" - это один и тот же эффект, представляющий потерю кинетической энергии со временем, которая переходит в энергию флуктуаций вакуума. В этом можно убедиться, сделав простые расчеты. Постоянная Хаббла на один мегапарсек (74.2 ± 3.6) км/с. Свет проходит один мегапарсек (3.09•1019 км) за 3.26 миллиона лет (1.03•1014 сек). Умножив аномальное торможение на это время, получим величину, равную, в пределах погрешности, постоянной Хаббла на мегапарсек:

(8.74 ± 1.33)•10-10 м/с2 x 1.03•1014 с = (90 ± 13.7) км/с.

Это говорит о том, что на все частицы, включая фотоны, действует аномальное торможение, но так как фотоны представляют волны, всегда движущиеся со скоростью света, то уменьшается только энергия. Аналогичная ситуация, когда фотоны теряют энергию (краснеют) в гравитационном поле, другие же частицы, которые могут покоиться, тормозятся, теряя скорость. Согласно логике, если аномальное торможение действует на элементарные частицы, то оно также будет действовать и на фотоны, так как они тоже представляют элементарные частицы. Отсюда получается, что космологическое красное смещение можно рассчитывать при помощи постоянной аномального торможения. Аномальное торможение: V = apt, где t - время. Соответственно, "красное смещение" волн де Бройля: Z = apt/v, где v - скорость частицы. Так как для всех частиц действует принцип корпускулярно-волнового дуализма, то по этой же формуле можно вычислять и красное смещение волн фотонов: Z = apt/c, где c - скорость фотона (света). (Формулы приближенные, т.е. справедливы для малых изменений.) Для примера, эта же формула для фотона через постоянную Хаббла имеет вид: Z = H0t и, соответственно, получается ap = cH0. Волны де Бройля для всех частиц, включая фотоны, рассчитываются одинаково: λ = h/p. Поэтому неудивительно, что экспериментально подтвердился тот факт, что "красное смещение" волн де Бройля для всех частиц, включая фотоны, также рассчитывается по одной формуле: Z = apt/v. Например, если частица (тело) летит со скоростью 10000 м/c в течение 100 лет (3155760000 сек), то "красное смещение" волны де Бройля, вычисленное через постоянную аномального торможения, будет Z = apt/v = (8.74•10-10 м/с2 × 3155760000 с) / 10000 м/c = 0.00027.

В космическом пространстве необходимо учитывать сопротивление, которое могут оказывать квантовые флуктуации вакуума. То, что они существуют и могут оказывать давление, подтверждено экспериментально - эффект Казимира. Движущиеся объекты "натыкаются" на флуктуации вакуума, происходит как бы "трение" о виртуальные частицы. От флуктуаций вакуума "дрожат" электроны на атомных орбитах. Торможение космических аппаратов не связано с гравитацией, поэтому "аномалию Пионеров" и космологическое красное смещение правильнее было бы назвать - "эффект потери кинетической энергии в вакууме", а постоянную аномального торможения - "постоянной вакуумного торможения". Все эффекты, связанные с флуктуациями вакуума, настолько малы, что их очень сложно обнаружить, это же относится и к "эффекту потери кинетической энергии в вакууме". Флуктуации вакуума без разбора взаимодействуют со всеми элементарными частицами, включая фотоны. Согласно квантовой физике, физический вакуум это не пустота, а представляет материальную среду - квантовое поле, которое постоянно взаимодействует с вещественной материей - лэмбовский сдвиг, эффект Казимира и пр. Взаимодействие представляет силу, поэтому оно может влиять на движение. Если в эффекте Казимира энергия флуктуаций подталкивает тела, приводя их в движение, то при эффекте торможения космических аппаратов, наоборот, - энергия движения тел переходит в энергию флуктуаций вакуума. Т.е. даже в вакууме свободно движущееся тело за счет "эффекта потери кинетической энергии" в конце концов остановится и будет покоиться относительно физического вакуума. Например, если тело движется со скоростью 28 км/с, то примерно через миллион лет оно будет покоиться относительно вакуума, что по космическим меркам совсем небольшое время. Т.е. "Пионеры" из-за торможения не смогут далеко улететь, возможно, только пересекут облако Оорта. Получается, что вещество может увлекаться физическим вакуумом и наоборот. Возникает вопрос - почему не наблюдается торможение планет? Видимо, действуют дополнительные силы. Например, известно, что Земля за счет приливных сил, наоборот, с каждым годом удаляется от Солнца на 15 см, а Луна от Земли на 3.8 см. На этом фоне, когда приливные силы сильнее чем торможение, заметить действие аномального торможения очень сложно. Также аномальное торможение может не проявляться на малых (атомных) расстояниях при орбитальном движении. Например, электрон в атоме может находиться только на разрешенных орбитах, поэтому он только "дрожит" без плавного торможения.

Когда было обнаружено космологическое красное смещение, тогда еще не знали, что в вакууме существуют флуктуации и, соответственно, распространение электромагнитных волн сопровождается потерями (диссипацией) энергии за счет ее перехода во внутреннюю энергию вакуума. Поэтому было выдвинуто единственное, как в то время казалось, верное объяснение - эффект Доплера. Но не все с этим были согласны и споры продолжались. Одни считали, что оно связано с эффектом Доплера, другие - со "старением света" ("усталостью света"), так как в природе (в материальном мире) не существует идеалистических волн, распространение которых не сопровождалось бы диссипацией энергии. Волновые колебания - это перекачка в самой среде одного вида энергии в другой и наоборот. При таком физическом процессе всегда происходит потеря энергии, которая переходит во внутреннюю энергию среды, проявляющуюся в виде флуктуаций. Т.е., соответственно законам физики, все волны обладают энергией и у всех физических волн происходит диссипация энергии. Отсюда, красное смещение электромагнитных волн - это естественный процесс, связанный с диссипацией энергии. Обнаруженный эффект "аномалии Пионеров" только подтверждает это. Дальнейшие исследования показали, что тот же эффект торможения присутствует и у других космических аппаратов - "Галилео", "Кассини", "Улисс" и он не зависит ни от времени, ни от положения в пространстве. Поэтому "эффект потери кинетической энергии в вакууме" можно считать доказанным, так как он подтверждается новыми фактами. Постоянное увеличение числа космических аппаратов, у которых обнаруживается эффект торможения, в ближайшее время сделает "эффект потери кинетической энергии в вакууме" общепризнанным. Данный эффект, на первый взгляд кажущийся малозначительным - "маленьким облачком на научном небосводе", на самом деле представляет величайшее открытие, которое приведет к фундаментальному пересмотру существующих законов физики. Обнаруженный эффект "аномалии Пионеров" еще раз подтверждает правильность принципа корпускулярно-волнового дуализма, т.е. "красное смещение" волн де Бройля для всех частиц, включая фотоны, одинаковое - одна формула. Поэтому для получения более точного значения постоянной Хаббла, достаточно запустить космический аппарат с приборами, позволяющими точно измерить аномальное торможение.

Обобщая факты, можно сформулировать закон вакуумного торможения (закон "красного смещения" волн де Бройля в вакууме). У всех свободно движущихся в вакууме тел и элементарных частиц, включая фотоны, происходит "красное смещение" волн де Бройля по одной и той же формуле Z = apt/v, где ap - постоянная вакуумного торможения, t - время, v - скорость (формула справедлива для малых изменений). На сегодня данный закон подтверждается всеми известными экспериментальными фактами и соответствует принципу корпускулярно-волнового дуализма. Первоначально считалось, что из частиц только фотоны являются волнами, но позже выяснилось, что все частицы представляют волны. Также предполагалось, что только у фотонов наблюдается красное смещение волн, сейчас же факты говорят о том, что у всех частиц имеется "красное смещение" волн де Бройля, и это открытие не менее важное, чем открытие корпускулярно-волнового дуализма. Данный закон вакуумного торможения ("красного смещения") также вытекает из ранее выведенной формулы Wd = H0hс/v диссипации кинетической энергии за один период колебания волны де Бройля, которую можно упростить, представив через постоянную вакуумного торможения Wd = aph/v. "Красное смещение" волн де Бройля опровергает теорию Большого взрыва.

Квантовые флуктуации вакуума проявляют себя в эффекте Казимира, эффекте торможения космических аппаратов, эффекте "старения" фотонов и "дрожании" электронов на атомных орбитах. Под действием квантовых флуктуаций "дрожат" все элементарные частицы и, соответственно, космические аппараты "трясутся" как на неровной дороге, проходя через флуктуирующий вакуум, что приводит к их торможению. На сегодня существование квантовых флуктуаций вакуума является экспериментально подтвержденным фактом. Т.е. вакуум - это не пустота, а "море" виртуальных частиц, и надо учитывать их влияние на движение не только микрочастиц, но и космических объектов. Если виртуальные частицы влияют на движение микрочастиц, то, соответственно, они должны влиять и на движение больших тел. Поэтому, с точки зрения квантовой физики, в том, что происходит торможение, нет ничего необычного, за рубежом ведутся исследования в этом направлении.

«Физики предсказали возникновение трения в вакууме»
http://www.membrana.ru/particle/15726

Наоборот, было бы странно, если бы движущееся тело от постоянного воздействия со стороны виртуальных частиц не тормозилось.

«Реальные микрочастицы постоянно подвергаются воздействию со стороны виртуальных и поэтому не могут находиться в покое. Они ведут себя как броуновские частицы. Вследствие воздействия виртуальных частиц вакуума, движущиеся реальные частицы имеют размытые траектории, что наблюдается, например как лэмбовский сдвиг уровней энергии электронов в атоме. ... Виртуальные пары частица-античастица постоянно возникают и исчезают, это явление определяют как флуктуации вакуума.»
http://www.portalus.ru/modules/philosophy/rus_readme.php?subaction=showcomments&id=1265364227

Несколько лет назад, когда еще никто не занимался исследованиями трения о вакуум (не было публикаций) и данная работа, пожалуй, была единственной, сам факт трения в вакууме многим казался абсолютной ересью. Сегодня же, когда и западные ученые стали заниматься аналогичными исследованиями и начали появляться публикации на тему трения в вакууме, отношение к этому вопросу заметно изменилось.

Алеманов Сергей Борисович

http://alemanow.narod.ru/pioneer.htm
Валера
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 508
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Афанасьев » 11 июл 2011 06:40

1) Поглощение волн де Бройля – это бред. Волна де Бройля – это характеристика частицы, которая зависит от ее массы и скорости (лямбда = h/mv). Если энергия частицы уменьшается, то длина волны увеличивается ( а не наоборот: волна поглощается, энергия частицы уменьшается).
2) Объяснение красного смещения взаимодействием фотонов с виртуальными частицами вакуума («старение» фотонов) – это бред. Если бы фотоны с чем-то взаимодействовали, то менялось бы направление их движения, а поэтому изображения далеких галактик были бы размытыми.
3) Из соотношения неопределенности следует, что в вакууме поля совершают нулевые колебания, которые являются виртуально возникающими и исчезающими фотонами и электронно-позитронными парами. Взаимодействие электромагнитного поля с нулевыми колебаниями вакуума приводит к поляризации вакуума. Заряженная частица оказывается окруженной облаком виртуальных частиц, которые частично экранируют ее заряд. Поэтому, например, электрон в атоме, движущийся на малых расстояниях от ядра, испытывает действие большего заряда, чем эффективный заряд ядра на больших расстояниях. Это является причиной сдвига энергетических уровней электронов.
4) Эффект Казимира: если поместить в вакуум две незаряженные металлические пластины, расположив их параллельно и крайне близко одна к другой (на расстоянии порядка микрона), то между ними возникает взаимное притяжение. В микромире каждая частица обнаруживает волновые свойства. Это распространяется и на виртуальные частицы, причем нулевым колебаниям вакуума соответствуют различные длины волн. При эффекте Казимира две параллельные пластинки можно рассматривать как резонатор, в котором существуют только те волны, для которых соблюдается условие резонанса: на расстоянии L между пластинками укладывается целое число n полуволн. Максимально возможная длина волны будет при n=1, в пространстве между пластинками не могут рождаться виртуальные фотоны с длинами волн, превышающими 2L. Поэтому плотность энергии нулевых колебаний в зазоре между пластинками меньше, чем снаружи, что и обусловливает притяжение пластинок.
5) Остальное комментировать не берусь.
Афанасьев
Активный
Активный
 
Сообщения: 1810
Зарегистрирован: 29 мар 2011 09:49
Благодарил (а): 13 раз.
Поблагодарили: 23 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Валера » 11 июл 2011 14:36

МОДЕЛЬ КРАСНОГО СМЕЩЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭВОЛЮЦИИ ФИЗИЧЕСКОГО ВАКУУМА
Е. И. Штырков

Аннотация

Обсуждается новая модель космологического красного смещения на основе предположения постепенной эволюции физического вакуума, который рассматривается как реальная материя с зависящими от времени диэлектрической проницаемостью Изображение и магнитной восприимчивостью Изображение. На основе уравнений Максвелла и экспериментального закона Хаббла показано, что эти параметры могут изменяться во времени по экспоненциальному закону с относительным годовым изменением
Изображение,
что должно приводить к постепенному уменьшению скорости света в вакууме на 3м/с за 100 лет.

Рассматриваются связанные с этим космологические аспекты для объяснения некоторых свойств Вселенной.

I. Введение

В начале прошлого столетия было экспериментально установлено, что чем меньше светимость удаленных звезд и квазаров , тем больше сдвиг их спектральных линий в красную область спектра. Предполагая разумную светимость-расстояние функцию, Хаббл [1] обнаружил, что имеет место линейная зависимость между спектральным смещением и расстоянием до квазара L

Изображение (1)

Здесь Z(L) – относительный спектральный сдвиг в красную сторону, lo – длина волны спектральной линии из спектра источника, который находится в лаборатории, неподвижной относительно Земли, lshift – длина волны той же линии на спектре квазара, наблюдаемого в той же лаборатории, а Ho – постоянная Хаббла и co – скорость света в вакууме. До настоящего времени такие спектральные наблюдения, дающие информацию о чрезвычайно удаленных объектах , являются единственным экспериментальным ключом для понимания истории Вселенной. Только такие гигантские расстояния (порядка1022 км) и временные интервалы (109 лет) способны выявить столь малые изменения, которые происходят с пока свет идет через пространство от источника до наблюдателя. Поэтому правильная интерпретация таких наблюдений для выяснения истинных механизмов красного смещения и понимания природы Вселенной является весьма важной задачей.

В настоящее время имеется несколько альтернативных моделей для объяснения красного смещения. Обычно его интерпретируют на основе эффекта Доплера, что в итоге приводит к понятию разбегания галактик и расширения Вселенной (модель Большого Взрыва). Однако в настоящее время эта интерпретация начинает вызывать сомнения. Действительно, кроме того, что до сих пор так и не нашли физически разумного объяснения сингулярности, обусловленной бесконечной плотностью материи в точке рождения Вселенной, скорости удаления вновь наблюдаемых звездных объектов, вычисленные в соответствии с этой интерпретацией, становятся неразумно большими. Например, для квазара Q01442+101 (при Z=3,3) такая интерпретация приводит к значению его физической скорости приблизительно 0.9co.

Более того, некоторые кластеры галактик очевидно старше возраста Вселенной , вычисленного в соответствии с этой моделью. Недавно экспериментально было установлено, что весьма обширные объекты (громадные слои галактик 200 миллионов световых лет поперек, 700 мл.св.л. в длину и 20 мл.св.л. толщиной) похожи на суперкластеры , ранее нанесенные на карту Б.Тулли [2]. Также были открыты еще более протяженные объекты (“космические лестницы”), простирающиеся на расстояния порядка семи миллиардов световых лет [3]. Поскольку измеренные в экспериментальной астрономии максимальные скорости космических объектов не превосходят 500км/с, то требуется по крайней мере 150 миллиардов св.л. для формирования таких структур, что в несколько раз превосходит возраст Вселенной, вычисленный по модели БВ [3]. И ,наконец, после получения снимков очень удаленных объектов (Z порядка 4) при помощи космического телескопа “Хаббл”, когда должны были бы увидеть отдельные объекты ранней Вселенной, близкой к началу эволюции, выяснилось , что опять видны сложные образования (галактики). Ясно , что на формирования их структуры опять понадобилось бы огромное время, cоизмеримое с принятым по модели БВ возрастом Вселенной.

Существует несколько альтернативных моделей красного смещения, основанных на идеях эволюции во времени либо фундаментальных физических констант (заряд и масса элементарных частиц, электромагнитная постоянная co, постоянная Планка и т.п.), либо характеристик физического вакуума и света по мере его распространения из-за взаимодействия между ними. Изменение фундаментальных констант как возможная причина красного смещения широко обсуждалась с момента, когда Дирак выдвинул идею Больших Чисел [4]. Однако недавно было показано, что, по крайней мере, некоторые атомные константы не изменяются во времени. Например, недавно Потехин и Варшалович [5] изучили тонкое ращепление дублетов абсорбционных линий поглошения в спектрах квазаров. Они проанализировали 1414 дублетов (CIV, NV, CVI, MgII, AlIII, и SiIV) в широком диапазоне экспериментальных значений красных смещений (0,2< Z < 3,7). Анализ при этом не выявил каких либо статистически существенных изменений в постоянной тонкой структуры на временной шкале порядка 10 миллиардов св.л. Из этого можно заключить , что по крайней мере заряд электрона e, постоянная Планка h и электромагнитный коэффициент co следует считать именно постоянными. Что касается изменения массы элементарных частиц, эта идея обсуждалась ранее Х.Арпом [6] в модели intrinsic-redshift для доказательства , что природа красного смещения связана именно с возрастом объектов. Однако эта идея не подчиняется закону Хаббла (1) при постоянном значении Ho [7]. Кроме того, постоянство массы электрона непосредственно следует из результатов работы [5]. Действительно, поскольку тонкое расщепление линий в спектрах разных объектов оказалось одним и тем же, а оно пропорционально постоянной Ридберга Изображение, то можно заключить, что и масса электрона m не изменяется со временем в очень большом диапазоне временной шкалы, по крайней мере для 0.2<Z<3,7.

Из других моделей красного смещения, удовлетворяющих закону Хаббла, известны модели, основанные на идее постепенного изменения характеристик световой волны по мере ее распространения на гигантские расстояния в течение очень длительного времени. Такие изменения могут происходить благодаря взаимодействию света с веществом, рассеянным в космосе, (в том числе и с самим физическим вакуумом). Красное смещение при таком взаимодействии , как считают , могло бы быть вызвано либо постепенной потерей энергии фотоном благодаря поглощению (широко известная модель старения фотона, см. например, [8]), либо движением света без поглощения, но с изменением скорости из-за эволюции самого взаимодействия [9,10]. Идея старения фотона, однако, приводит к принципиальному противоречию между квантовым и классическим (на основе уравнений Максвелла) его описаниями. Фактически, предполагая , что энергия одиночного фотона в соответствии с квантовым подходом постепенно уменьшается вместе с уменьшением частоты по мере движения его через пространство , можно утверждать , что интенсивность светового потока из N таких фотонов также постепенно падает. С точки зрения электродинамики это означает, что напряженность поля E постепенно уменьшается при одновременном уменьшении частоты. Однако нетрудно убедиться (см.Приложение), что не существует решения с одновременным уменьшением E(x) и w(x) с ростом х для волнового уравнения со стационарными граничными условиями , которое широко используется в физической оптике, электродинамике и квантовой электронике для адекватного описания любых процессов распространения света с постоянной скоростью в любых средах, в том числе и в физическом вакууме. Это позволяет считать идею старения фотонов несостоятельной, несмотря на привлекательность такого физического подхода.

В настоящее время установлено, что вакуум не пустота, а является некой материальной средой с определенными, но еще не установленными свойствами. Это было подтверждено наблюдением вакуумных эффектов, например, нулевых колебаний и поляризации вакуума, генерации частиц в вакууме при электромагнитных взаимодействиях. Поэтому резонно предположить ,что физический вакуум может обладать внутренним трением из-за его малой, но реальной вязкости, что и может являться причиной изменения взаимодействия света с ним и в конечном счете приводить к красному смещению. Поскольку скорость света зависит от характеристик среды (физического вакуума) таких, как co ,e и m , которые в принципе могут быть время/ пространственными функциями, она может быть не постоянна в этой среде. Это и может служить причиной красного смещения. Например, ситуация с пространственно зависимыми e(x) и m(x) для физического вакуума при постоянном электромагнитном параметре co , который связывает магнитные и электрические явления , но был идентифицирован со скоростью света в вакууме исторически, обсуждалась в [9]. Здесь рассматривалось волновое уравнение с учетом влияния затухания из-за трения вакуума. Решение этого уравнения, дающее постепенное увеличение длины волны (красное смещение) и изменение скорости света, обладает , однако, недостатком , так как требует считать e(x) и m(x) скорее параметрами взаимодействия , чем характеристиками среды. Это неудобство было преодолено в [10], где тот же результат был получен при постоянных e(x) и m(x) , но пространственно зависимом коэффициенте co. Однако и эту модель можно стало считать несостоятельной после заключения о неизменности параметра co, сделанного после появления работы [5] .

В настоящей работе рассматривается более перспективная модель красного смещения, которая позволяет соединить электродинамический подход с космологическим принципом и эмпирическими результатами астрономии для объяснения некоторых особенностей реальности.

II. Эволюция параметров физического вакуума и модель красного смещения

Эта модель основана на классической электродинамике при предположения постепенной эволюции физического вакуума, который рассматривается как реальная материя с зависящими от времени диэлектрической проницаемостью и магнитной восприимчивостью [11]. При этом будем считать, что изменение физических параметров вакуума происходит в соответствии с космологическим принципом одновременно и идентично в любой точке бесконечной развивающейся Вселенной. Тогда диэлектрическая проницаемость и магнитная восприимчивость вакуума в момент, когда свет покидает удаленный квазар в одной точке пространства, будут отличаться от значений , которые они примут , когда свет достигнет земного наблюдателя в другой точке пространства, что и может служить причиной красного смещения. Рассмотрим это более детально, записав уравнения Максвелла для плоско-поляризованной монохроматической волны, распространяющейся вдоль оси ОХ

Изображение (2)

Представление плоской волны здесь обосновано тем, что квазар является точечным источником, удаленным практически на бесконечность. Простейшим путем для решения задачи при зависимостях и является запись волнового уравнения для волны индукции D вместо напряженности поля E, поведение фазы у которых одинаково. При этом решение для волны индукции при использовании материальных уравнений (2) может быть получено более просто.

Волновое уравнение для индукции может быть получено из (2) путем цепочки подстановок

Изображение,

выведенных из (2) путем взятия частной производной по х от левой части первого уравнения и использования второго уравнения.

В итоге мы имеем уравнение для злектрической индукции

Изображение (3)

с граничными и начальными условиями:

при x = 0 и t = ts ( ts – начальный момент, когда свет покидает удаленный источник) D(0,ts) = e (ts)E(0,ts), где E(0,ts) = Eoexpwots - напряженность злектрического поля монохроматической спектральной компоненты в волновой зоне, при постоянной амплитуде и частоте.

Из уравнения (3) видно, что скорость волны индукции при распространении в физическом вакууме является функцией времени

Изображение.

Чтобы найти конкретный вид этой зависимости, решение уравнения (3) будем искать в форме квази-периодической функции с переменной фазой

Изображение (4)

Поскольку индукция по определению является напряженностью электрического в пустоте, где отсутствует какое-либо реальное вещество, в том числе и физический вакуум, то в пустоте нет поглощения. Поэтому амплитуду волны индукции а в (4) можно считать постоянной. После дифференцирования (4), подстановки в (3) и разделения реальной и мнимой частей мы получаем два уравнения

Изображение и Изображение (5)

где Изображение и Изображение

Чтобы иметь временные зависимости как для диэлектрической проницаемости, так и для магнитной восприимчивости, нам следует получить уравнение и для магнитной индукции. После дифференцирования по x левой части второго уравнения в (2) и соответствующих подстановок при использовании первого уравнения можно получить точно такое же уравнение как (3) , но при B вместо D и e вместо m в скобках третьего члена. Очевидно и решение этого уравнения для В формально будет точно такое же, как (5) ,только при замене в нем m на e в определении p(t). Используя это заключение, т.е. p(t, e)= p(t, m), и определение скорости Изображение, мы получим соотношение

Изображение (6)

где Q –еще пока неизвестная функция времени, которая будет найдена позже. Принимая (6) во внимание, мы можем переписать (5) в виде

Изображение и Изображение (7)

Из (6) видно, что поведение скорости света, проницаемости и восприимчивости

во времени одинаково в любой точке пространства, т.е. соответствует космологическому принципу. Это означает, что наблюдатель в конкретной точке на пути световой волны будет воспринимать эту волну как периодическую функцию, период которой зависит от скорости волны в данную эпоху временного развития. Другими словами, частота света, воспринимаемая наблюдателем, зависит только от времени. Поэтому фазу можно записать в виде f(x,t)=V(t)±h(x). Подставляя это в первое уравнение (7), получаем

Изображение(8)

Здесь параметр – константа, поскольку правая часть первого уравнения (8) зависит только от времени,а левая только от х.

Из решения уравнения (8) следует, что h(x) является линейной функцией x , т.е. h(x)=±kx+fo . Нетрудно убедиться, что это решение удовлетворяет и второму уравнению (7). Таким образом, параметр k , который является пространственной производной от фазы, есть ничто иное, как пространственная частота, т.е. хорошо известное в оптике волновое число Изображение. После взятия интеграла от левой части (8) для фазы мы имеем

Изображение (9)

Таким образом, мы приходим к важному заключению: электрическая индукция (соответственно, и световая волна) распространяется в вакууме с сохранением длины волны даже в случае зависимости параметров вакуума от времени, т.е. является пространственно стабильным образованием.

Эта длина волны задана граничными и начальными условиями вблизи удаленного квазара в момент, когда свет покидает его

Изображение (10)

где ts - начало движения световой волны (момент излучения любой спектральной компоненты с частотой wo), c(ts) – скорость света в конкретную эпоху эволюции Вселенной. При этом частота атомного перехода wo является инвариантом, т.е. независимой характеристикой конкретного излучающего атома.

Что касается частоты света, воспринимаемой наблюдателем, то она может быть определена при использовании (9) как w(t)=¶f/¶t при известной функции c(t). При этом последняя может быть найдена из (6) при известном значении Q(t) . Для нахождения Q(t) обратимся к закону Хаббла (1). Здесь расстояние, пройденное светом до наблюдателя, зависит как от ts, так и от эпохи на момент его наблюдения на Земле to

Изображение (11)

Принимая это во внимание, мы можем записать выражение (1) в виде

Изображение (12)

где длина волны света при t = ts - определяется выражением (10) , а для света эталонного источника сравнения уже в нашу эпоху to

Изображение (13)

В интегральном уравнении (12) скорость света co = c(to) и параметр Ho измерены в нашу эпоху to. Для разных удаленных объектов, наблюдаемых в это время, будут различны времена . Поэтому в (12) переменной интегрирования можно выбрать . После замены на и дифференцирования (12) после предварительного использования в нем (10) и (13) можно получить простое дифференциальное уравнение для скорости света

Изображение (14)

Этот результат находится в соответствии с (6) при условии Q=-Ho , т.е. при постоянном значении Q . После решения этих уравнений для наших начальных условий в области ts < t < to мы получаем экспоненциальный закон для скорости света, диэлектрической проницаемости и магнитной восприимчивости вакуума

Изображение Изображение (15)

Используя (15) в правой части (8) при начальном условии (10) и k=2p/l (ts) , мы получаем зависимую от времени часть фазы в области ts < t < to в виде

Изображение (16)

Поскольку производная от этой фазы по времени есть частота, воспринимаемая наблюдателем, то после дифференцирования можно получить для нее выражение
[img]
http://bourabai.narod.ru/shtyrkov/img/evolu522.gif[/img] (17)

Таким образом, волна индукции, которая распространяется с постоянной амплитудой и длиной волны, детектируется оптическим детектором как сигнал с изменяющейся во времени частотой из-за постепенного изменения параметров вакуума.

Что касается поведения напряженности поля световой волны, то она может быть получена из последнего материального уравнения в (2) с учетом (4), (15) и начальных условий в уравнении (3) в виде

Изображение (18)

где, как видно, амплитуда электрического поля затухает во времени. Однако оно не связано с поглощением энергии, как это предполагается в модели старения фотона, а является следствием эволюции физического вакуума. Общее выражение для фазы световой волны из (9) и (15) имеет вид

Изображение (19)

Теперь эти выражения (10), (17), (18) и (19) в зависимости от ситуации мы можем использовать для расчета характеристик света от удаленного и земного источников. Например, для сравнения их длин волн в нашу эпоху мы должны положить t = to в формулах (15), (17) и можем получим следующее.

* Удаленный источник. Для света от галактики (g - label) имеем Изображениепри скорости света в нашу эпоху c(to) = co и воспринимаемой наблюдателем частоте Изображение, где - так называемое время обратного взгляда (look-back time)

* Эталонный источник. Для света от земного источника в это же время (t-label) имеем Изображение, где частота его излучения w (to) = wo, так как практически нет интервала времени между излучением и наблюдением, т.е. . Сравнение.
Изображение
Хотя длина волны от квазара больше длины волны эталонного источника и мы привыкли говорить о красном смещении, на самом деле физически происходит постепенное смещение длины волны земного источника со временем (при смене эпохи скорость света уменьшается при сохранении частоты атомного перехода wo), но в фиолетовую область спектра.

Таким образом, при сохранении прежней терминологии имеет место красное смещение Изображение. При этом вместо потери энергии из-за поглощения при одновременном уменьшении частоты и сохранении скорости света , как это имеет место в модели старения фотона, рассматриваемый здесь механизм имеет другую физическую интерпретацию. Она основана на постепенном изменении параметров физического вакуума. Вызванное этим постепенное уменьшение напряженности светового поля по мере его распространения в таком вакууме сопровождается сохранением длины волны и уменьшением скорости света.

III. Космологический аспект

Космологический принцип о тождественности любых точек Вселенной позволяет экстраполировать уравнения (15) от момента наблюдения ts на всю временную шкалу как в прошлое, так и в будущее. Если принять нашу эпоху за начало координат, то скорость света в (15) может быть записана в виде

Изображение (20)

где t < to определяет историю до нашей эпохи, а для t > to мы имеем будущее Вселенной. Экспоненциальная зависимость подразумевает отсутствие каких-либо особенностей на временной шкале. Все изменения параметров Вселенной не имеют начала или конца, т.е. происходят везде и всегда идентично. Эти изменения очень малы. Например, как следует из (20) при co = 3Ч108m/s и известном значении постоянной Хаббла Ho=100kms-1Mpc-1, т.e. 2,9Ч10-18s-1, скорость света в вакууме изменяется на 2,7 m/s за 100 лет. Недавно Монтгомери и Долфин [12] выполнили статистический анализ практически всех экспериментов по измерению скорости света и обнаружили, что ее измеренные значения на уровне статистики слегка уменьшились за 250 лет. Это позволяет надеяться, что при повышении точности эксперимента и по прошествии времени, достаточного для получения существенных изменений параметров вакуума, предлагаемая здесь модель красного смещения, может быть проверена экспериментально.

Такой подход позволяет построить космологию с бесконечной Вселенной, которая всегда существовала и везде однородна. Использовав (11) и (15), мы можем найти расстояние r, пройденное светом к любому моменту времени после старта в момент ts

Изображение (21)

В отличие от моделей с постоянной скоростью света, здесь мы видим, что это расстояние нелинейно изменяется во времени и асимптотически приближается к пределу в определенном интервале Изображение . Уже при Изображение вторым членом можно пренебречь и практически достигается предел

Изображение (22)

Это предельное расстояние обусловлено затуханием напряженности электрического поля (19) и может быть интерпретировано как пространственный космологический горизонт для света в вакууме. С учетом этого горизонта фотометрический парадокс Ольберса [13] получает естественное объяснение. Действительно, если Земля находится вне этих световых горизонтов, то свет от далеких объектов просто не достигает Земли. Другими словами, земной наблюдатель видит только некоторые удаленные образования, горизонты которых во временных единицах больше времени обратного взгляда to = to - ts, т.e. для to<th . Интересно, что чем раньше был испущен свет, когда больше была скорость света, тем больше был горизонт для квазаров, связанных с более ранней Вселенной. Используя (20) при t = ts и (21) при t = to в выражении (1) , где L = L(to) = r(to мы получаем для относительного спектрального сдвига

Изображение (23)

Как следует из оценки при может достигаться максимально возможное значение для горизонта Z порядка 150-500. Однако, до сих пор не обнаружено квазаров с Z более 5. Это можно объяснить, если принять во внимание реальное затухание интенсивности света. На самом деле от удаленного точечного объекта мы наблюдаем волну со сферическим волновым фронтом с интенсивностью, обратно пропорциональной квадрату расстояния. Фактически, соотношение Изображение справедливо для любой функции V(r), где радиус сферической волны- Изображение(см.,например, [14]). Поэтому индукцию D в уравнении (3) мы можем заменить произведением (rD) без изменения уравнения (при совпадении направления светового луча r с осью x).

Таким образом. в волновой зоне (r>>l/2p ) мы получаем индукцию в виде сферической волны, для которой напряженность электрического поля имеет вид

Изображение (24)

а интенсивность

Изображение (25)

Для оценки степени затухания с расстоянием и в зависимости от времени обратного взгляда to используем (15) и (21) при t = to. После подстановки параметров нашей эпохи co, eo и L(to) = r(to) в (25) мы имеем

Изображение (26)

где Изображение.

Сравним это с интенсивностью этой волны, взятой для какой-нибудь предыдущей точки Изображение оптического пути Изображение, где Изображение. Расстояние возьмем много короче L(to), но достаточным, чтобы рассматривать квазар как точечный объект. Тогда отношение Изображение может быть получено в виде

Изображение (27)

Здесь при разложении экспоненты в ряд из-за мы оставили только первый член. В соответствии с современными измерениями постоянная Хаббла имеет значение в интервале 60-140 kms-1Mpc-1. Использовав Ho = 100km s-1Mpc-1 и t1 = 5Ч 106 лет (при r1 =100d, где d - размер типичной галактики, примерно 50 kps) , мы получаем таблицу значений b(to) для разных Изображение.
В последней колонке для сравнения приведены данные, полученные на основе модели с постоянной скоростью света

Таблица
}Таблица.JPG

Для случая с изменяющейся скоростью света интенсивность падает более резко, особенно при больших Z , по сравнению с обычной моделью. Это очевидно сильно ограничивает видимый горизонт и при чувствительности современной аппаратуры практически делает невозможным измерение Z более 6. Фактически квазар с наибольшим значением красного смещения (Z=5) недавно наблюдали на телескопе Subaru.

IV. Заключение

Обсуждается новая модель космологического красного смещения на базе классической электродинамики и экспериментального закона Хаббла. Полученное волновое уравнение (3) в отличие от обычного имеет третий член, учитывающий взаимодействие света с физическим вакуумом как реальной средой. Из решения этого уравнения следует, что свет распространяется в вакууме с сохранением длины волны (10) и изменением скорости (15) из-за постепенной эволюции вакуума с относительной годовой скоростью изменения параметров 10-10.

Фактически из-за такой эволюции, за огромное время нахождения света в пути от квазара до Земли уменьшается длина волны эталонного источника на Земле по сравнению с длиной волны прибывшего от удаленного объекта света. Другими словами, при принятии за начало координат нашей эпохи мы имеем красное смещение для света от квазара при его наблюдении на Земле. Эта модель позволяет объяснить кроме природы красного смещения также и другие свойства реальности, например, парадокс Ольберса и ограничение в наблюдении большого относительного спектрального сдвига Z.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Для изучения распространения света с постоянной скоростью в любой среде обычно используют волновое уравнение со стационарными условиями [14]

Изображение (1A)

at E(0,t)=Eoexp wo t и - constant

Как это делают в модели старения фотона будем считать, что длина волны зависит от пройденного расстояния и искать решение в форме квази-периодической функции с переменной фазой и x-зависимой амплитудой

Изображение (2A)

Подставляя это в уравнение и разделяя мнимую и реальную части, получим

Изображение Изображение (3A)

Принимая во внимание Изображение, перепишем второе уравнение в (3A) в виде

2b'l-bl'=0 (4A)

Отсюда следует

b/l=2b'/l (5A)

Поскольку левая сторона всегда положительна, знаки производных в правой стороне должны быть одинаковы. Отсюда следует, что может иметь место красное смещение (при l'>0) , но лишь при увеличении амплитуды (при ), что не реально. Либо может иметь место фиолетовое смещение (l'<0) при уменьшении амплитуды (Изображение), что не соответствует эксперименту.

Таким образом, модель старения фотона не может быть принята как реальная, так как не удовлетворяет волновому уравнению, адекватно описывающему любые процессы распространения света в любых средах.

Ссылки

[1] E. P. Hubble, Proc. Nat. Acad. Sci. 15, 168 (1929).

[2] R. Brent Tully, Astrophysical Journal,303,25(1986).

R. Brent Tully, J. R. Fisher, Atlas of Nearby Galaxies, (Cambridge: Cambridge University Press, 1987)

[3] E. J. Lerner, The Big Bang never happened, (Simon & Schuster Ltd, London, 1992).

[4] P. A. M. Dirac, Nature 139, 323 (1937).

[5] A. Potekhin, D. Varshalovich, Astronomy and Astrophysics Supplement 104, 89 (1994).

[6] H. Arp, Progress in New Cosmologies, (Plenum Press, New York, 1, 1993).

[7] H. Arp, Quasars, Redshifts and Controversies, Interstellar Media, (Berkeley, 1987).

[8] L. De Broglie, Cahiers de Physique, 16, 425 (1962).

[9] E. I. Shtyrkov, Gal. Electrodynamics, 3, 66 (1992).

[10] E. I. Shtyrkov, Progress in New Cosmologies, Plenum Press, New York, 327 (1993).

[11] E. I. Shtyrkov, Gal. Electrodynamics, 8, 3, 57 (1997).

[12] A. Montgomery, L. Dolphin, Gal. Electrodynamics 5, 93 (1993).

[13] H. W. M. Olbers, Edinburg New Philosophical Journal, 1, 141 (1826).

[14] M. Born, E. Wolf, Principles of optics, (Pergamon Press, New York, 1964)
Валера
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 508
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Афанасьев » 11 июл 2011 16:04

А нельзя было своими словами пересказать суть статьи и дать на нее ссылку?
Афанасьев
Активный
Активный
 
Сообщения: 1810
Зарегистрирован: 29 мар 2011 09:49
Благодарил (а): 13 раз.
Поблагодарили: 23 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Валера » 11 июл 2011 16:11

ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС ОЛЬБЕРСА, один из классических космологических парадоксов, сформулированный в 1823 немецким астрономом и врачом Генрихом Вильгельмом Ольберсом (1758–1840). Кратко этот парадокс звучит так: «Почему ночью небо темное?» Проблема состоит в том, что если в бесконечном пространстве Вселенной равномерно рассеяны излучающие звезды, то в любом направлении на луче нашего зрения обязательно должна оказаться какая-то звезда, а значит, вся поверхность неба должна представляться нам ослепительно яркой, подобной поверхности Солнца; в действительности же ночное небо темное. Часто эту проблему называют также парадоксом Шезо – Ольберса, поскольку швейцарский астроном Жан Шезо (Jean-Philippe-Loys de Cheseaux, 1718–1751) высказал аналогичную идею еще в 1744. Однако можно вспомнить, что эту же проблему примерно в те же годы обсуждал Эдмонд Галлей (1656–1742), а еще раньше – Иоганн Кеплер (1571–1630), который в 1610 приводил факт темноты ночного неба как аргумент против безграничной Вселенной, заполненной бесконечным количеством звезд. Впрочем, еще в 1576 вопросом «Почему ночное небо темное?» задавался английский математик Томас Диггес (Thomas Digges, 1546–1595).
Для объяснения фотометрического парадокса Ольберс предположил, что в межзвездном пространстве имеется рассеянное вещество, которое поглощает свет далеких звезд. Хотя спустя столетие межзвездное поглощение света действительно было обнаружено, оно не смогло разрешить фотометрический парадокс: в безграничной и вечной Вселенной, однородно заполненной звездами, сами пылинки нагрелись бы до температуры звездной поверхности и светились бы как звезды.
Позже немецкий астроном Хуго Зелигер (Hugo von Seeliger, 1849–1924) сформулировал другой космологический парадокс – гравитационный. Он заключается в том, что, согласно ньютоновской теории тяготения, в бесконечной Вселенной, однородно заполненной веществом, сила тяготения не имеет определенной конечной величины.
В рамках классической физики оба парадокса нашли разрешение в модели иерархического строения Вселенной, разработанной Карлом Вильгельмом Шарлье (1862–1934), профессором астрономии и директором обсерватории Лундского университета (Швеция). В 1908 он опубликовал новую теорию строения Вселенной; в окончательном виде она была изложена Шарлье в 1922. Согласно этой теории, Вселенная представляет собой бесконечную совокупность входящих друг в друга систем все возрастающего порядка сложности: отдельные звезды образуют галактику первого порядка, совокупность галактик первого порядка образует галактику второго порядка (Метагалактику), совокупность галактик второго порядка образует галактику третьего порядка и т.д. до бесконечности. На основании такого представления о строении Вселенной Шарлье пришел к выводу о том, что в бесконечной Вселенной фотометрический и гравитационный парадоксы устраняются, если расстояния между равноправными системами достаточно велики по сравнению с их размерами, что приводит к непрерывному уменьшению средней плотности космической материи по мере перехода к системам более высокого порядка.
Однако идея Шарлье не подтвердилась: изучив распределение далеких галактик, Эдвин Хаббл (1889–1953) и другие астрономы доказали, что в больших масштабах Вселенная однородна и изотропна. С другой стороны, открытое Хабблом расширение Вселенной показало, что чем дальше от нас галактики и их звезды, тем быстрее они от нас удаляются. Тогда некоторые исследователи решили, что один лишь эффект красного смещения может объяснить темноту ночного неба, поскольку свет, испущенный далекими звездами, достигая Земли, оказывается за пределом оптического диапазона спектра. Однако другие исследователи сходились во мнении, что более важным является ограничение возраста Вселенной: за время, прошедшее с начала расширения нашего мира (около 15 млрд. лет), до нас дошел свет лишь от ограниченного числа галактик (порядка 10 млрд.); этого слишком мало, чтобы сделать ночное небо светлым.

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/astronomiya/FOTOMETRICHESKI_PARADOKS_OLBERSA.html

Итак: открытое Хабблом расширение Вселенной показало, что чем дальше от нас галактики и их звезды, тем быстрее они от нас удаляются. Тогда мы опять оказываемся в центре Вселенной (в месте БВ), что по теории вероятности имеет очень малую вероятность. А вот объяснение этого эффекта (красного смещения) свойствами вакуума (или эфира, в своё время отвергнутую как теорию, но в последнее время к этой теории склоняется всё больше людей. См. хронологию наблюдений Эфира - http://s30922353962.mirtesen.ru/blog?q=%D0%A5%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F+%D0%BD%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D1%8E%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F+%D1%8D%D1%84%D0%B8%D1%80%D0%B0) и свойствами распространения электромагнитных волн на большие пространства и за большие интервалы времени ставило бы всё на свои места.
Валера
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 508
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Афанасьев » 11 июл 2011 16:26

Валера писал(а):Итак: открытое Хабблом расширение Вселенной показало, что чем дальше от нас галактики и их звезды, тем быстрее они от нас удаляются. Тогда мы опять оказываемся в центре Вселенной (в месте БВ), что по теории вероятности имеет очень малую вероятность. А вот объяснение этого эффекта (красного смещения) свойствами вакуума (или эфира, в своё время отвергнутую как теорию, но в последнее время к этой теории склоняется всё больше людей. См. хронологию наблюдений Эфира - http://s30922353962.mirtesen.ru/blog?q=%D0%A5%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F+%D0%BD%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D1%8E%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F+%D1%8D%D1%84%D0%B8%D1%80%D0%B0) и свойствами распространения электромагнитных волн на большие пространства и за большие интервалы времени ставило бы всё на свои места.

Нет никакого центра Вселенной! Мы наблюдаем Вселенную с Земли. Если бы мы оказались в другой галактике, ничего бы не изменилось. Вы читаете статьи по теории физического вакуума, которая находится в начальной стадии разработки, а путаетесь в понятиях из школьного учебника!
Афанасьев
Активный
Активный
 
Сообщения: 1810
Зарегистрирован: 29 мар 2011 09:49
Благодарил (а): 13 раз.
Поблагодарили: 23 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Валера » 11 июл 2011 17:05

Модель Е. И. Штыркова

…позволяет построить космологию с бесконечной Вселенной, которая всегда существовала и везде однородна. Использовав … мы можем найти расстояние r, пройденное светом к любому моменту времени после старта в момент ts

Изображение

Это предельное расстояние обусловлено затуханием напряженности электрического поля и может быть интерпретировано как пространственный космологический горизонт для света в вакууме. С учетом этого горизонта фотометрический парадокс Ольберса получает естественное объяснение. Действительно, если Земля находится вне этих световых горизонтов, то свет от далеких объектов просто не достигает Земли. Другими словами, земной наблюдатель видит только некоторые удаленные образования, горизонты которых во временных единицах больше времени обратного взгляда to = to - ts, т.e. для to<th . Интересно, что чем раньше был испущен свет, когда больше была скорость света, тем больше был горизонт для квазаров, связанных с более ранней Вселенной ... мы получаем для относительного спектрального сдвига:

Изображение

Как следует из оценки при Изображение может достигаться максимально возможное значение для горизонта Z порядка 150-500. Однако, до сих пор не обнаружено квазаров с Z более 5. Это можно объяснить, если принять во внимание реальное затухание интенсивности света.

(Из статьи Е. И. Штыркова «МОДЕЛЬ КРАСНОГО СМЕЩЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭВОЛЮЦИИ ФИЗИЧЕСКОГО ВАКУУМА»

Таким образом получается, что видимые «границы Вселенной» являются пределом для интенсивности света на данной границе пространства-времени, а не границей расширяющейся после «БВ» Вселенной. Это укладывается в новую (давно забытую старую) бесконечную модель Вселенной.
Валера
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 508
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Валера » 11 июл 2011 17:13

Афанасьев писал(а):
Нет никакого центра Вселенной! Мы наблюдаем Вселенную с Земли. Если бы мы оказались в другой галактике, ничего бы не изменилось. Вы читаете статьи по теории физического вакуума, которая находится в начальной стадии разработки, а путаетесь в понятиях из школьного учебника![/quote]

Речь идёт о теории БВ. Исходя из этой теории красное смещение должно зависеть от места БВ, а не от расстояний до наблюдаемых относительно Земли объектов, расположенных в разных направлениях. Кроме этого не находит подтверждения положение, что наиболее удалённые в пространстве-времени объекты должны укладываться в модель развития после БВ.
Валера
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 508
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Афанасьев » 11 июл 2011 17:23

Валера писал(а): Таким образом получается, что видимые «границы Вселенной» являются пределом для интенсивности света на данной границе пространства-времени, а не границей расширяющейся после «БВ» Вселенной. Это укладывается в новую (давно забытую старую) бесконечную модель Вселенной.

Нет никакой "границы Вселенной". Есть горизонт событий - условная граница наблюдаемой части Вселенной - Метагалактики. Это все очень подробно описано в школьном учебнике. Почему у Вас такая страсть к альтернативным теориям? Может быть, Вам следует почитать школьный учебник и успокоиться?
Афанасьев
Активный
Активный
 
Сообщения: 1810
Зарегистрирован: 29 мар 2011 09:49
Благодарил (а): 13 раз.
Поблагодарили: 23 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Валера » 11 июл 2011 18:32

Афанасьев писал(а):
Нет никакой "границы Вселенной". Есть горизонт событий - условная граница наблюдаемой части Вселенной - Метагалактики. Это все очень подробно описано в школьном учебнике. Почему у Вас такая страсть к альтернативным теориям?...


Об этом и речь - об условной границе наблюдаемой части Вселенной.
Согласно Е. И. Штыркову эта условная граница имеет предел "горизонта событий" не Z=150-500 а Z=5-6, который уже почти достигнут.
А я разве утверждал что Вселенная имеет границу? Чем слова "наблюдаемая граница Вселенной" отличаются от "граница наблюдаемой части Вселенной"?
А Вы что - апологет теории БВ? Как Вы себе представляете отсутствие "границ" в рамках теории БВ?
Или у Вас "своя теория" имеется? :D
Валера
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 508
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Афанасьев » 11 июл 2011 21:58

Валера писал(а): А Вы что - апологет теории БВ?

«Я никому не давал присяги на верность ученью» (Гораций).
Если Штырков убедил Вас в своей правоте, рад за Вас. Я готов принять любую космологическую теорию, но только после того, как ее примет научное сообщество (хотя бы, как альтернативную). Все теории, использующие понятие "физический вакуум", пока не заслуживают доверия, потому что никто не знает, что это такое.
И еще: зря Вы тут формулки выписываете, скромнее надо быть. Если Вы такой крутой математик, найдите производную функции: y = x(x) т.е. х в степени х. sm23
Афанасьев
Активный
Активный
 
Сообщения: 1810
Зарегистрирован: 29 мар 2011 09:49
Благодарил (а): 13 раз.
Поблагодарили: 23 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Валера » 12 июл 2011 12:01

Афанасьев писал(а):
... Если Вы такой крутой математик, найдите производную функции: y = x(x) т.е. х в степени х.


x^x=e^[ln(x^x)]=e^(x*ln(x)).

y'=e^(x*ln(x))*[ln(x)+1]=x^x*(ln(x)+1). sm39as
Валера
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 508
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Афанасьев » 12 июл 2011 13:04

Ответ правильный, но интегралы и частные производные на форуме неуместны.
Афанасьев
Активный
Активный
 
Сообщения: 1810
Зарегистрирован: 29 мар 2011 09:49
Благодарил (а): 13 раз.
Поблагодарили: 23 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Типичный марсианин » 12 июл 2011 18:03

Да пусть пишет, все равно никто не читает. :wink:
На Тау Ките условья не те.
S-W MAK102 EQ2+ Pentax k-x +крыша дома моего:)
Аватара пользователя
Типичный марсианин
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 2315
Зарегистрирован: 26 апр 2009 11:58
Откуда: Питер
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 28 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Борис » 02 дек 2012 15:45

Я в математике не силён. Но уверен,что физический вакуум это новое название старого "Эфира". "Эфир"же составляет примерно 95,5% Вселенной (Тёмная Энергия + Невидимое (Тёмное) Вещество). Тёмная Энергия массы не имеет, лучше говорить о вязкости. Невидимое (Тёмное) Вещество имеет массу, граница которой лежит, примерно, в пределах от 10 в минус 117 степени граммов (элементарная частица) до 10 в минус 42 степени граммов (фотон). Тёмная Энергия ни диэлектрической проницаемостью, ни магнитной восприимчивостью не обладает, поскольку не имеет массы. Невидимое (Тёмное) Вещество может обладать диэлектрической проницаемостью и магнитной восприимчивостью, поскольку это вещество обладает массой, но воздействие этих характеристик на фотон незначительное по сравнению с космической пылью. Это во-первых. Во- вторых, расширение Вселенной связано с Тёмной Энергией. Поэтому прежде чем говорить о расширение Вселенной надо выяснить что же такое Тёмная Энергия и как она образуется. В третьих, лучше говорить о воздействии Невидимого (Тёмного) Вещества на космические аппараты, поскольку это вещество имеет массу. Красное смещение можно объяснить наличием массы у Невидимого (Тёмного) Вещества. В четвёртых, существует математическое уравнение "инфляции" (скорость света в квадрате равно скорости полёта умноженное на линейную скорость вращения), которое многое может объяснить.
Борис
Статус: Новичок
Статус: Новичок
 
Сообщения: 88
Зарегистрирован: 08 ноя 2012 15:03
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Типичный марсианин » 03 дек 2012 08:05

Борис писал(а):Но уверен,что физический вакуум это новое название старого "Эфира". "Эфир"же составляет примерно 95,5% Вселенной (Тёмная Энергия + Невидимое (Тёмное) Вещество). Тёмная Энергия массы не имеет, лучше говорить о вязкости. Невидимое (Тёмное) Вещество имеет массу, граница которой лежит, примерно, в пределах от 10 в минус 117 степени граммов (элементарная частица) до 10 в минус 42 степени граммов (фотон).

Вы толдычете одни и те же мандры. Эти вещи давно прошли всестороннюю экспериментальную проверку и нового в этом направлении изобрести вряд ли удастся. Если вам не нравятся положения классической физике-- не надо флудить на астрофоруме, а рассказывайте свои байки любителям эзотерики и дешевых сенсаций и скандалов, где-нибудь на желтом сайте. Всякие липовые ссылки на каких-то дядей Васей никому не известных, можете не приводить-- не интересно.
На Тау Ките условья не те.
S-W MAK102 EQ2+ Pentax k-x +крыша дома моего:)
Аватара пользователя
Типичный марсианин
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 2315
Зарегистрирован: 26 апр 2009 11:58
Откуда: Питер
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 28 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Борис » 03 дек 2012 13:16

Может быть на Марсе "мандры" и "прошли всестороннюю экспериментальную проверку", но на Земле ещё и сейчас НЕ знают, что такое Тёмная Энергия, Невидимое (Тёмное) Вещество. "Липовых ссылок" я не привожу, и "дядей Васей" не знаю. Классическую физику я чту безоговорочно, новейшую же астрономию поверяю классической физикой.
С уважением, Борис.
Борис
Статус: Новичок
Статус: Новичок
 
Сообщения: 88
Зарегистрирован: 08 ноя 2012 15:03
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Типичный марсианин » 03 дек 2012 15:43

Борис писал(а):но на Земле ещё и сейчас НЕ знают, что такое Тёмная Энергия, Невидимое (Тёмное) Вещество

Но Вы-то уже знаете что это такое :!:
Значит Вы живете не на нашей земле, а-- пришелец из иных земель :roll:
Борис писал(а):Классическую физику я чту безоговорочно

Похоже у кого-то слова расходятся с делами :evil:
Борис писал(а):новейшую же астрономию поверяю классической физикой.

Это, типа-- фотоны взвесили :?:
На Тау Ките условья не те.
S-W MAK102 EQ2+ Pentax k-x +крыша дома моего:)
Аватара пользователя
Типичный марсианин
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 2315
Зарегистрирован: 26 апр 2009 11:58
Откуда: Питер
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 28 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Борис » 05 дек 2012 17:13

Я уже писал, что являюсь представителем земной цивилизации. Да я думаю, что знаю несколько больше о Тёмной Энергии и Невидимом (Тёмном) Веществе, что мне и помогло рассчитать массу покоя фотона (я его не взвешивал). Вы же просили у меня эти расчёты. Адрес же который Вы мне прислали для пересылки этих расчётов является адресом сайта о погоде. Если Вы ещё желаете их иметь, то я могу дать адрес сайта, где они напечатаны.
Борис
Статус: Новичок
Статус: Новичок
 
Сообщения: 88
Зарегистрирован: 08 ноя 2012 15:03
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума

Непрочитанное сообщение Валера » 06 июл 2018 19:16

Повелители пустоты: квантовые флуктуации вакуума

Физики нашли способ сверхбыстрого воздействия на электрическое поле квантового вакуума

Андрей Москаленко, Денис Селецкий/Констанцский университет

Что такое виртуальные частицы, откуда берется «белый шум» в приборах, как физики ловят неуловимые колебания вакуума, а также что общего у движения автомобилей по автостраде и «сжатого света» в электрооптическом кристалле, рассказывает Indicator.Ru.

Виртуальные частицы: круговорот смертей и рождений

Для упрощения мы привыкли называть вакуум пустотой, такое «абсолютное ничто», в котором нет реальных частиц и излучений. Внимательный читатель уже, вероятно, предположил, что слово «реальные» появилось здесь неспроста, и он прав. Существует и понятие «виртуальные частицы». Эти частицы, согласно квантовой теории поля, имеют все те же характеристики состояния, что и реальные (квантовые числа), но, в отличие от них, связь между энергией и импульсом у виртуальной частицы нарушена. Поэтому виртуальные частицы не могут, возникнув, прожить долго: сразу после рождения их ждет либо поглощение реальными, либо быстрое исчезновение.

Виртуальные частицы были сначала предсказаны в теории. Они были нужны этой теории для того, чтобы объяснить фундаментальные взаимодействия между реальными частицами. С помощью теории эти взаимодействия можно описать как обмен виртуальными частицами. В свою очередь, это помогает объяснить и испарение черных дыр по Хокингу, и выделение фотона при распаде возбужденного атома или ядра, и рождение пары частица-античастица, и другие эффекты, которым без квантовых флуктуаций просто неоткуда взяться.

Так вот, благодаря беспрестанному рождению и смерти виртуальных частиц и происходят квантовые флуктуации в вакууме — кратковременные колебания уровня энергии в единице объема пространства-времени. Зафиксировав эти колебания на фемтосекундных (одна фемтосекунда — это миллионная доля миллиардной доли секунды) временных отрезках, физики подтверждают, что даже в вакууме, который мы привыкли называть «абсолютной пустотой», существуют колебания либо электрического, либо магнитного поля — как следствие принципа неопределенности Гейзенберга, который гласит, что мы не можем измерить свойства обоих этих полей (также как и скорость и импульс частицы) одновременно и точно.

Поймать неуловимую рябь пустоты

Хотя квантовые флуктуации вакуума настолько малы, что даже само измерение их (которое в любом случае проводится с использованием других частиц) обычно оказывает на них влияние (и снова принцип неопределенности), зафиксировать их до недавнего времени удавалось лишь косвенно, в основном в виде статических явлений. Так, например, был обнаружен лэмбовский сдвиг (едва заметное расщепление энергетических уровней в атоме водорода, которые должны иметь одинаковую энергию) и эффект Казимира (притяжение между незаряженными проводящими поверхностями, чаще всего зеркально плоскими и параллельными), вызываемые квантовыми флуктуациями.

Однако в 2015 году группа физиков под руководством Альфреда Ляйтенсторфера из Университета Констанца, среди которых были и российские ученые Андрей Москаленко и Денис Селецкий, впервые смогла напрямую измерить колебания электромагнитного поля ваккума в терагерцовом диапазоне частот с помощью новейших лазерных установок, генерирующих сверхкороткие импульсы. Суть метода детектирования состоит в следующем: когда луч линейно поляризованной фемтосекундной пробы проходит сквозь электрооптический кристалл, его поляризация становится эллиптической при воздействии терагерцового вакуумного поля. По уровню эллиптичности и измеряли амплитуду вакуумных флуктуаций электрического поля. При этом, в отличие от дробового (фонового) шума — отклонений из-за неравномерности выделения электронов, вызывающего мельчайшие колебания уровня тока в приборах, которые порождают «снег» на экране телевизоров и «белый шум» радиостанций, дополнительный вклад от квантовых флуктуаций ожидался на уровне нескольких процентов, что и было экспериментально показано.

Вакуум волнуется — два

Однако статья о результатах этих экспериментов, опубликованная в Science, вызвала не только положительные отзывы: часть ученых, например физик из Йельского университета Стив Ламоро (один из первых уловивших тонкий эффект Казимира), считает что зафиксированные колебания могли быть рождены и в самом электрооптическом кристалле. В таком случае квантовые флуктуации поля вакуума тут не при чем.

В свежем исследовании, статья о котором опубликована в журнале Nature, та же группа ученых, подтверждая свои результаты, пошла дальше: в этот раз им удалось воздействовать на поведение электрического поля квантового вакуума во времени. Это воздействие породило отклонения от основного состояния пустоты — тех самых вакуумных флуктуаций, объясняемых в рамках квантовой теории света.

Схематическое представление пространственно-временных отклонений от уровня невозмущенных вакуумных флуктуаций электрического поля. Эти отклонения создаются деформацией пространства-времени и детектируются в зависимости от времени. Цветная гиперповерхность является комбинацией продольного временного следа (красная линия) с функцией поперечной моды.
Проблема неточности измерений, вытекающая из принципа неопределенности Гейзенберга, состоит в том, что измерительный прибор сам воздействует на то, что измеряет, из-за чего невозможно одновременно определить и скорость, и положение объекта (или другие аналогичные пары величин) без погрешности. И если в нашем макромире мы легко пренебрегаем неточностями подобного рода из-за того, что погрешности приборов и наших органов чувств неизмеримо больше, в мире частиц подобная проблема чувствуется гораздо острее. Поэтому физики предложили фиксировать квантовую статистику (изучать свойства систем, состоящих из огромного числа частиц) во временном измерении, в отличие от традиционного подхода, когда рассматриваются частотные компоненты света. Для этого исследователям нужно было по 20 миллионов раз в секунду повторять измерения с помощью фемтосекундного лазера. «Мы можем анализировать квантовые состояния, не изменяя их в первом приближении», — поясняет Ляйтенсторфер. Этого можно достичь благодаря низкому уровню фонового шума от сверхкоротких лазерных импульсов.

Автомобильные пробки в вакууме

Сильно сфокусированные фемтосекундные импульсы могут изменить скорость света в определенном пространственно-временном сегменте электрооптического кристалла. В результате свет «сжимается» из-за перераспределения флуктуаций вакуумного поля. Ученые сравнивают этот эффект с затором на автостраде: когда машины едут медленнее на одном из участков дороги, в этом месте машины скапливаются, а уже выехавшие из пробки движутся более разреженно. Так и уровень квантовых флуктуаций до этого участка увеличивается, но в итоге в другом месте возникает его уменьшение.

Однако аналогия неполна: если число машин в норме постоянно, хоть в пробке они стоят, хоть едут, амплитуды квантового шума меняются несколько по другим правилам. Если «сжатие» умеренное, временная структура шума симметрично распределяется относительно вакуумного уровня, но если сжимать интенсивнее, дальнейшее понижение уровня шума идет медленнее. А вот накапливающийся несколькими фемтосекундами позже избыточный шум, напротив, вследствие принципа неопределенности растет нелинейно.

Остается до конца неясным, не было ли это измерение, которое в первом приближении, казалось бы, абсолютно не влияет на измеряемый объект и, следовательно, не искажает результат, на самом деле «слабым измерением» (когда фиксирующий прибор взаимодействует с объектом слабо и поэтому оказывает только малое воздействие на измеряемый квантовый объект). Это затрагивает и другие неразрешенные вопросы физики, например, что на самом деле представляет собой фотон: квантованный пакет энергии или меру локальной квантовой статистики электромагнитных полей в пространстве-времени (авторы исследования придерживаются последней версии).

https://indicator.ru/article/2017/01/19/poveliteli-pustoty/
Валера
Статус: Старожил
Статус: Старожил
 
Сообщения: 508
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.


Вернуться в Общая астрономическая тематика

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: А. Волков. и гости: 2