ПРИРОДА МАССЫ

На модерации Отложенный

Б. С. Курнышев

ПРИРОДА МАССЫ

О связи теории относительности и квантовой физики

В теории относительности энергию E связывают с массой m– через скорость света c: E = m*(c^2). В квантовой же теории энергию Eсвязывают с круговой частотой w – через приведённую постоянную Планка h(в редакторе, извините, нет h с чёрточкой и букв греческого алфавита): E = h*w. Эти два определения энергии с формальной точки зрения эквивалентны, поэтому m = (h/c^2)*w. Отношение (h/c^2) – это фундаментальная константа, не зависящая от m и w, поэтому каждой бесконечно малой массе (dm) можно поставить в соответствие частотную гармонику с бесконечно малой частотой (dw), так что (dm) = (h/c^2)*(dw), где d – обозначение бесконечно малой величины. Тогда I(dm) = (h/c^2)*I(dw), где I – обозначение интеграла.

Например, для нуклона I(dm) – это его масса, а I(dw) = I(dm)/(h/c^2) – это бесконечная сумма частотных гармоник, то есть спектр, который и представляет собой массу нуклона. Таким образом, массу любой элементарной частицы можно представить как сумму частотных гармоник в виде частотного спектра.

Действительно, многовековой опыт показывает, что с круговой частотой всегда связано центростремительное ускорение, с ускорением связана сила, сила и ускорение связаны массой. Следовательно, формула I(dm) = (h/c^2)*I(dw), которая говорит о том, что масса является порождением бесконечной суммы частотных гармоник, имеет вполне объективный смысл.

Спрашивается, о каких частотных гармониках идёт речь? Ведь в бесконечно малой пространственно-временной области, ограниченной бесконечно малыми величинами dt, dx, dy, dz, в которой мы так лихо определили dm и dw, кроме временной t и трёх пространственных координат x, y, z ничего не может быть – это по самому определению бесконечно малой величины.

Ответ: речь идёт о пространственно-временных гармониках. Ничего другого в бесконечно малом пространственно-временном четырёхмерном объёме dt*dx*dy*dzи быть не может.

Таким образом, из двух базовых формул теории относительности и квантовой физики следует, что массу возможно интерпретировать как движение пространства-времени. В такой степени обоснованно ещё никто не делал, хотя попытки были; они известны.

Оказывается, теория относительности и квантовая физика неразрывно связаны между собой, и только их совместное рассмотрение позволяет продвинуться в определении сущности массы.

Почему вещество дискретно

Дискретность массы, электрического заряда и момента количества движения (действия) – это прямое следствие соотношений между частотой и временем, а также между компонентами волнового вектора и пространственными координатами.

Более предметно. Дискретность строения вещества заложена в определении кратного интеграла Фурье. По Фурье чтобы функцию (в данном случае, плотность энергии) точно определить в заданной пространственно-временной точке, надо знать её спектр в интервале от "минус" бесконечности до "плюс" бесконечности. А чтобы точно определить спектр в интервале от "минус" бесконечности до "плюс" бесконечности, надо знать саму функцию в интервале от "минус" бесконечности до "плюс" бесконечности. По Фурье получается: чтобы функцию точно определить в заданной пространственно-временной точке, надо точно знать все её значения в интервале от "минус" бесконечности до "плюс" бесконечности. Это значит, что в каждой пространственно-временной точке должен быть сосредоточен бесконечный объём информации, а скорость передачи информации должна быть бесконечной. Поэтому Природа поступила иначе: она ограничила пределы интегрирования в кратном интеграле Фурье. Как следствие, возникла дискретность. Можно сказать, что дискретность вещества – это результат неточности при интегрировании плотности функции Лагранжа для определения её спектра и неточности при обратном интегрировании спектра для определения плотности функции Лагранжа.

Таким образом, дискретность вещества – это следствие, вызванное отказом от бесконечно больших величин.

Основные выводы

1. Масса – это физически наблюдаемое проявление движения пространственно-временного континуума. В областях сильного взаимодействия (в нуклонах) интенсивность такого движения в 2*10^41 раз выше, чем в Космосе (оценка по угловому ускорению), во столько же раз плотность массы в нуклонах больше средней плотности массы в Метагалактике.

2. Плотность массы, определяемая как dm/dV, где V – обычный трёхмерный объём, величина непрерывная, как и частота, любое наперёд заданное значение которой возможно. Момент количества движения (действие) и масса реальных частиц могут принимать только дискретные значения.