Дело труба. Бозоны Хиггса отдыхают?

На поверхности Земли лежит легкая труба. Внутри трубы находится «начинка». «Начинка» равномерно распределена по длине трубы. Полная энергия (та, которая Еo=mc2) «начинки» в одном погонном километре трубы по условию задачи равна Еo. Масса самой трубы пренебрежимо малой по сравнению с массой «начинки» Нужно найти вес одного километра трубы.

Решаем.

Масса m «начинки» в одном километре трубы равна Eo/c2. Вес одного километра трубы равна mg или gEo/c2.

Теперь вопрос, - почему мы считаем вес трубы равным mg, не интересуясь тем, что именно находится в трубе, и, главное что «оно» там делает? В трубе ведь могут быть камни, а может быть вода или вообще какой-нибудь ангидрид какой-либо перекиси. Неужто ей (трубе) едино всё: апатиты и навоз? Разве мы, рассчитывая вес по массе, не должны знать, что там массивное спрятано в трубе и что оно в ней делает?

Если Вы считаете, что мы этого знать не должны, то позвольте сообщить вам, что в «моей» трубе находится множество шариков, труба охватывает весь земной шар и является замкнутой. В трубе вакуум, а шарики с первой космической скоростью мчатся по трубе, как миниспутники. Они «располовинены» и летят навстречу друг другу, не сталкиваясь и обеспечивая равенство нулю суммарного импульса шариков внутри трубы. Итак, полная энергия километра трубы равна Eo, масса m вроде бы  Eo/c2  и не равна нулю, суммарный импульс начинки из-за встречного движения шариков равен нулю. Лежит себе спокойно на земле труба с начинкой  – полная энергия в трубе есть по условию задачи, вроде бы есть и масса, а вес не равен mg. Труба не давит на землю. Почему? Или масса такой трубы, вопреки формуле m=Eo/c2, равна нулю, или масса m есть, а формула mg не работает? А бозоны Хиггса в частицах, которые находятся в трубе, есть в наличии? Если есть, то где масса?

Ели же труба не замкнутая, а представляет собой отрезок, закрытый с торцов фланцами, то при абсолютной упругости шариков и их движении после отражения по тем же траекториям труба будет давить на Землю. Однако давить она будет не за счет силы тяготения (шарики-миниспутники ведь на Землю не давят) а за счет результирующей сил, приложенных к фланцам вследствие изменения импульсов ударяющихся о фланцы шариков. Если это будет короткая труба со строго радиально (к Земле) расположенными фланцами, о которые ударяются шарики, то в любом случае появится результирующая сила, направленная к поверхности Земли.

Появится эта сила вследствие того, что угол между векторами сил, приложенных к фланцам, в любом случае меньше 180-ти градусов. Труба будет давить на землю с силой равной весу заключенных в трубе шариков, но можно ли  силу, с которой отрезок трубы действует на землю, весом?

Или другой пример.

Рассмотрим лифт, стоящий на земле и наполненный множеством массивных шариков. Масса самого лифта пренебрежимо мала по сравнению с массой шариков, т.е. масса лифта с шариками практически равна суммарной массе шариков и равна m. Вес лифта с шариками равен mg и складывается из веса отдельных шариков.

Впрочем, что значит «складывается»?

Я забыл сказать, что шарики упругие и все время летают по вертикали снизу вверх и сверху вниз между потолком и полом, отскакивая то от потолка, то от пола. Поэтому в каждый момент времени основная часть шариков находится в состоянии полета и не оказывает силового воздействия на лифт. Т.е. подавляющая часть шариков в каждый момент времени в давлении на землю участия не принимает. И, тем не менее, вес лифта в любой момент времени равен суммарному весу шариков, большая часть которых в данный момент ни на что не давит. Вес лифта с шариками создается не силой, действующей в данный момент времени на все шарики, а разницей импульсов шариков ударяющихся в данный момент о потолок и о пол лифта.

Если теперь за трос утащить лифт в космос и потянуть за трос с ускорением a, то к лифту будет приложена сила F, равная ma. При этом ни в один момент времени к основной массе шариков сила F не приложена, а формула F= ma работает. Не трудно понять, что в данный момент времени сила, приложенная к тянущему тросу, создается за счет разницы импульсов шариков, ударяющихся в данный момент времени о потолок и о пол лифта при его ускорении. Действительно, при ускорении лифта шарик, возвращающийся к полу после отражения о потолок налетает на пол с большей скоростью, чем он налетал на улетающий от него потолок. Инертная масса есть, но в любой момент времени она создается не инертной массой подавляющей части шариков, а импульсами незначительной части шариков.

Лифт можно заполнить фотонным газом с фотонами, мечущимися между зеркальными полом и потолком, и опять-таки вес такого фотонного наполнения лифта, стоящего на Земле в ее гравитационном поле будет определяться разницей импульсов фотонов, отражающихся от пола и от потолка, а не весом фотонов, которого нет в природе. Скорость фотонов у потолка и у пола будет одинаковой, но длины волн и импульсы «одного и того же» фотона на полу и у потолка будут чуть-чуть отличаться. Инвариантная «окуневская» масса каждого из фотонов равна нулю, а масса фотонного газа нулю не равна.

Оказывает сопротивление фотонный газ и ускорению лифта в далеком космосе. И в этом случае в каждый момент времени инертную массу создают напольные и припотолочные фотоны, а остальные бездельничают. Инерция рассмотренного нами лифта обусловлена изменением импульсов шариков либо безмассовых фотонов. А что делают бозоны Хиггса в лифте? Работают или отдыхают?