Солитонная модель Материи

• Изъяны абстрактно-формальной парадигмы познания
• Парадокс в теоретической физике
•   Обоснование наличия Предматерии
•   Солитонная модель Материи
•     «Фотоны» и «нейтрино» – одиночные волны-импульсы
•     Сущность «массы» и «тяготения»
•     Сущность «заряда», «электрополя» и электромагнетизма»
•     Сущность «кварков» и барионов
• Сущностная космология
• Сопоставление сущностных и абстрактных единиц измерения
•   Научная значимость открытия
•   Практическая значимость открытия
• Методика верификации модели
• Список литературы

То, что квант электромагнитного поля (фотон) представляет собой структурно устойчивую уединенную поперечную бегущую волну (импульс) науке давно известно. Как известно также, что поперечные волны образуются только в упругой среде. Но невнятные представления о «физическом вакууме», а также закостеневшие с начала 20-го столетия абстракции и постулаты не позволили физикам даже предполагать о существовании Предматерии. Потому что авторитетнейшие учёные «объяснили», что гравитационные взаимодействия – это «деформации пространства-времени», неподвластные сущностным объяснениям, а ограничение скорости распространения электромагнитных волн «забетонировали» «постулатом об ограничении скорости света». Наличие Предматерии как среды, порождающей процессы и явления в «…данной нам в ощущениях» Материи было очевидным, но авторитет Эйнштейна, Бора, Резерфорда, Планка, Максвелла и других выдающихся умов прошлого столетия был настолько силён и непререкаем, что физики целое столетие изощрялись в выдумывании всевозможных свойств «физического вакуума», но признать, что это вполне сущностная и структурно организованная субстанция - физики не осмеливались. В оправдание физиков можно привести лишь то, что никто не мог представить, каким образом в твёрдом кристаллическом теле может перемещаться вещество («частицы» и тела) – от мельчайших элементарных частиц до астрономических объектов.

Хотя природа сама как бы подсказывала физикам возможное решение – речь идёт о «корпускулярно-волновом дуализме». Ведь известно, что все «элементарные частицы» (электроны, протоны, нейтроны и т.д.) и построенные из них модули более высокого уровня (атомы и молекулы) проявляют волновые свойства. Также было известно явление образования в кристаллических телах частицеподобных уединённых волн – солитонов. Известны и попытки описания лептонов и «кварков» солитонными уравнениями. Оставалось предположить, как известные физические явления (волновые свойства элементарных частиц и возможность образования в кристаллических телах солитонов) помогут объяснить перемещение в кристаллическом твёрдом теле любых наблюдаемых объектов во Вселенной.

Вызывает удивление и сожаление то, что физики, располагая большим набором достоверных научных фактов, не пришли ранее к пониманию наличия Предматерии.

Во-первых, достоверно установлено, что «элементарные» частицы одного типа имеют идентичные параметры (массу, заряд, спин, форму, структуру), поэтому, очевидно, должен существовать некий задатчик – хранитель и воспроизводитель этих параметров.

Во-вторых, «мировые постоянные» (ε0, μ0, G, с, h и другие квантовые числа), а также параметры частиц и полей могут обеспечиваться только некоторой структурой, обладающей способностью воспроизводить их идентичные характеристики.

В-третьих, структура эта может быть только с параметрами твёрдого тела, поскольку только твердому телу присущи поперечные волны, вызывающие деформации сдвига – таковыми свойствами обладают электромагнитные волны – фотоны.

В-четвёртых, только твердое тело (своей неизменной структурно-функциональной организацией) может являться задатчиком (хранителем и воспроизводителем информации), обеспечивающим неизменность параметров при «рождении» и «взаимопревращениях» частиц, реализующим тем самым принцип причинности проявлений Материи.

В-пятых, в твердом теле волновые процессы (те же электромагнитные волны) могут распространяться только с ограниченной скоростью, поскольку, как известно, она зависит от плотности и жесткости среды, в которой протекают волновые процессы – другой причины ограничения скорости волновых процессов, кроме указанных свойств среды, науке неизвестно.

В-шестых, в твердом теле волновые процессы могут беспрепятственно образовываться в любой точке пространства, распространяться в нем и существовать не только в виде бегущих волн, но и в виде уединенных частицеподобных волновых образований – солитонов.

По законам логики очевидно, что изложенных научных фактов вполне достаточно для признания наличия структуры ниже уровня «частиц» и «полей», которая их порождает и обеспечивает их постоянство и свойства, и что структура эта – неизвестная ранее науке реальная сущность.

Поскольку эта сущность порождает процессы и явления (частицы, поля, материальные объекты), которые в науке в совокупности именуются в настоящее время Материей, то логично именовать неизвестную ранее сущность Предматерией.

Это научное открытие, поскольку впервые логически, на основе известных научных данных, доказано наличие неизвестного ранее явления – Предматерии - в виде кристаллоподобной (трехмерной, непрерывной, однородной и изотропной) структуры из взаимосвязанных элементов - осцилляторов, обладающих свойствами плотности и упругости, и что именно такая структура способна порождать наблюдаемые экспериментально процессы и явления окружающего мира - Материю в виде известных науке «вещества» и «полей»,- как волновые функции структурной организации Предматерии.

Вывод: Материя, «данная нам в ощущениях», на самом деле является волновыми образованиями в структуре неизвестной ранее сущности – Предматерии.

То есть, все так называемые «элементарные частицы», построенные из них атомы, все физические тела и все космические объекты – это волновые образования. А абстракция «корпускулярно-волновой дуализм» означает лишь то, что проявления волновых образований на масштабах, значительно больших размеров солитонов, на самом деле выражается как проявления как бы бесструктурных элементов - «частиц».

Графическое отображение модели структурной организации Предматерии приведено на Рис.1. По признаку пространственной периодичности в расположении элементов (используя кристаллографическую терминологию) монокристалл Предматерии имеет слоистую гексагональную плотно упакованную систему расположения элементов с одинаковыми ребрами и углами и с координационным числом, равным 12, то есть, каждый элемент в пространстве трех измерений связан одновременно с 12 другими элементами.

О наличии у элементов Предматерии плотности и жесткости свидетельствует ограничение скорости распространении волновых процессов в ней (отпадает необходимость в «постулате о постоянстве скорости света»).

Непрерывность, однородность и изотропность Предматерии следует из наблюдаемых физических процессов и астрономических наблюдений: науке неизвестны локальные изменения «мировых постоянных», свойств частиц и полей.

Слоистая гексагональная система расположения элементов Предматерии принята исходя из того факта, что, как известно из кристаллографии, такое взаимное расположение элементов обеспечивает наибольшую плотность упаковки.

Рис. 1. Графическая модель Предматерии
Ο – единичный элемент Предматерии, обладающий плотностью, жесткостью и диаметром «Планковской длины» L_p = (h G / c³) = 1,616225 * 10^-35 м

При математическом описании представленной механической системы из плотных и упругих элементов возникают вычислительные трудности, поскольку система имеет бесконечное число степеней свободы, потому что каждая частица каждого из упругих элементов имеет возможность двигаться относительно других частиц и, следовательно, ее движения должны описываться своими обобщенными координатами. Чтобы система с упругими элементами имела конечное число степеней свободы, следует:

• все инерционные элементы системы считать абсолютно твердыми;
• все упругие элементы считать безынерционными, то есть имеющими пренебрежимо малую массу.

После произведенных преобразований исходной системы, получим расчетную графическую модель Предматерии (Рис.2), для которой применимы математические описания 12-мерных пространств – это уже имеющиеся тензорные уравнения деформируемых сред.

В дальнейшем будет показано, что именно такая модель Предматерии позволит объяснить сущность «массы», «заряда» и фундаментальных физических постоянных, сущность всех четырех видов взаимодействий (гравитационного, электромагнитного, слабого и сильного) и объединить их в единые волновые взаимодействия; определить границы применимости существующих формул для расчета физических процессов, а также позволит рассчитывать процессы и явления на всех уровнях организации Материи и при различных условиях взаимодействия.

Это новая, не имеющая аналогов, естественная сущностно-детерминированная модель Материи в виде волновых процессов.

Теорию с такими свойствами физики давно предлагали именовать «Теория всего» или «Единая теория поля».

Пояснения:

Естественность в наименовании модели определяет ее неабстрактный, конкретный характер – построение элементов модели из реальной, материальной субстанции.

Сущностность в наименовании модели определяет отражение моделью организации Предматерии, её сущность, главное в её содержании.

Детерминированность в наименовании модели определяет строго определённое (не вероятностное) отражение моделью процессов и явлений действительности.

Рис. 2. Расчетная графическая модель Предматерии
Ο – элементы с плотностью субстанции Предматерии (соответствуют массе единичного элемента); … – элементы с жесткостью субстанции Предматерии (соответствуют жесткости единичного элемента, приходящейся на каждую пространственную связь элемента)

Несколько предположений об элементах, из которых составлена Предматерия как физическая система «кристаллоподобное твердое тело».

В предлагаемой модели Предматерии каждый из элементов является осциллятором, то есть физической системой, способной:

• к внутренним колебательным процессам на частоте, определяемой жёсткостью и плотностью элементов;
• к возбуждению внутренних колебаний от внешних воздействий с амплитудой, определяемой силой внешних воздействий;
• к изменению волновой проводимости при изменении амплитуды и частоты колебаний;
• к передаче возбуждений от элемента к элементу.

Жесткость, порождающая поперечные волны, а также наличие рассеяния энергии волновых процессов (в нашей модели «космологическое красное смещение» трактуется как потеря энергии фотонов в элементах Предматерии), предполагают наличие у элементов внутренней структуры.

Хотя это предмет будущих исследований, однако, из вышеизложенных свойств элементов Предматерии, можно предположить, что элементы – это тоже частицеподобные солитоны, то есть, это волновые образования в ещё более тонкой структуре, образовавшей Предматерию.

Размер элементов Предматерии предстоит определить, однако можно уверенно предположить, что это - так называемая «Планковская длина», определяемая по формуле:

L_p = (h G / c³) = 1,616225 * 10^-35 м,

где h – постоянная Планка, характеризующая, как будет показано ниже, минимальное действие внешней силы (для колебательного процесса) или минимальный вращающий момент (для вращательного процесса), которые могут запустить устойчивый колебательный или вращательный процесс в элементах Предматерии;

G – гравитационная постоянная, характеризующая, как будет показано ниже, деформацию (активацию) и, как следствие, увеличение проводимости элементов Предматерии под воздействием частиц-солитонов, как явление создания «поля тяготения»;

c – скорость света, то есть, скорость распространения волновых процессов в элементах Предматерии, зависящая от их плотности и жёсткости.

Такое предположение в большой степени может быть достоверным, поскольку в формулу вычисления «Планковской длины» входят все параметры, характеризующие элементы Предматерии: способность к возбуждению (h), способность к деформации (G), жёсткость и плотность (c).

Определить другие параметры Предматерии (структуру, спин и форму элементов, характер связей между ними) – задача будущих исследований.

Насколько глубоко можно предполагать дискретность Мироздания, станет понятным после основательного изучения свойств элементов Предматерии.