Геометрия вокруг нас

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Февраля 2013 в 17:56, реферат

Описание работы

Первая удачная попытка описания пространства как геометрической фигуры принадлежит Галилео Галилею. В его теории относительности пространство линейно в отсутствии внешних сил и описывается в единицах vt. В самом деле, если нам неизвестна природа физических величин, не представить ли дело так, будто существенна только геометрическая форма пространства! Тело движется по траектории искривления, сила и масса не принимаются во внимание.

Файлы: 1 файл

Введение.docx

— 20.06 Кб (Скачать файл)

Введение. Обзор существующих

теорий строения природы.

 

  Первая удачная попытка  описания пространства как геометрической  фигуры принадлежит Галилео Галилею.  В его теории относительности  пространство линейно в отсутствии  внешних сил и описывается  в единицах vt. В самом деле, если нам неизвестна природа физических величин, не представить ли дело так, будто существенна только геометрическая форма пространства! Тело движется по траектории искривления, сила и масса не принимаются во внимание.

 

   Но такое описание  нуждается в первичной модели, необходимо знать геометрическую  форму силы, искривляющей пространство. На рис. 1 показана модель силы, равномерно направленной во все  стороны вокруг тел O и O`. Такая  сила образует точки либрации N и N` (угол в 120 градусов визуализируется  дугой с центром в точке  N), существование которых подтверждается  наблюдениями за двумя группами  астероидов "Греки" и "Троянцы", следующих по орбите Юпитера.  Впрочем, математическое обоснование  существования точек либрации  предсказывает устойчивое положение  тел в точке пересечения отрезков OO` и NN`, а таких примеров нет,  математика в данном случае  дает половинчатый результат,  что для неё совершенно неприемлемо.  Мешает такой модели и то, что  сила, равномерно направленная во  все стороны, не будет зависить от расстояния между телами, а это противоречит наблюдениям полностью. Сила изменяется по квадратичному закону. Окружность - фигура второго порядка, но в качестве геометрической модели силы она явно не годится.

 

    Не позволяет  построить геометрическую модель  силы и теория взаимодействия  масс, как можно назвать теорию  Ньютона. Массы тел рассчитывались  исходя из видимого расстояния, на которое одно тело возмущает  орбиту другого. То есть, речь  идет о расстоянии, а масса  является коэффициентом пропорциональности, полностью абстрактна, и опирается  на субъективные ощущения человека. Может быть релятивизация массы и энергии поможет найти модель пространства?

 

    Необходимо найти  такую геометрическую модель  силы, которая даст информацию  о её величине, и будет меняться  с изменением расстояния между  телами по квадратичному закону. Попытки такого описания появились  в конце XIX - началеXX века. Максвелл описал поле магнита, Лоренц добавил в выражение инвариант, и в таком виде описание легло в основу ТО Эйнштейна.

Выражение 1 сводит в тождество  энергию покоя и массу. Выражение 2 - полная энергия по Эйнштейну. Его  можно преобразовать в выражение 3, а это каноническое выражение  для эллипса (выражение 4). (Здесь упущен индекс. Выражение 1 оперирует энергией покоя, все другие - полной энергией, то есть mc^2/E в этих выражениях не равно единице. А.П.). Выражение 2 (бесконечная кривая) - закон зависимости энергии от скорости тела. Выражение 3 - эллипс - график зависимости массы от скорости, энергия в нем - независимая переменная, влияющая на эксцентриситет эллипса. Понятно, что получить однозначное представление о геометрической форме физических величин, влияющих на траекторию движения тел, т. е. энергии и массы, из таких выражений невозможно.

   Но и это не  все затруднения. Выражение 5 - инвариант выражения 3 рассмотрен  на странице "Симметрия". Такие  же точно затруднения и в  выражениях для пространства. Алгебра  не различает производную от функции y = cosec x и эллипс. Нет в ней средств разделить эти две кривые, что и привело к неоднозначности выражений, легших в фундамент ТО Эйнштейна.

   "Материя - это  форма искривления пространства", - не уверен, что это точный  перевод слов Эйнштейна. Материя  может быть описана как форма  искривления пространства - так это  должно звучать. Но ТО Эйнштейна  форму искривления не описывает,  создает неоднозначность, и само  процитированное утверждение существует  отдельно от ТО.

   Никакие иные попытки  создания геометрической модели  физических величин мне неизвестны, поэтому начинать придется с  нуля. Современная физика стремится  точно описать наблюдаемые явления  природы, не задаваясь вопросом как и по какой причине происходит именно так.

     Предлагаемая  работа отвечает на эти вопросы.  Её можно разделить на три  части. Это теория, спорить с  которой сложно, т.к. она опирается  исключительно на законы природы,  никак их не искажая; описание  природы как волнового процесса, что можно считать гипотезой,  нуждающейся в подборе дополнительных  доказательств; и эксперименты, спорить  с результатами которых можно  вполне.

 

Геометрия искривленного

пространства.

 

   В качестве аксиом  взяты три закона природы, открытые  Иоганном Кеплером, и ускорение  свободного падения, равенство  которого для всех тел доказано  Галилео Галилеем.

 

Поставлена задача:

  Описать геометрическую  форму пространства солнечной  системы. Описание должно быть  выполнено в геометрически однозначно  понимаемых выражениях.  

 

   Поскольку для описания  выбрана форма ТО, следует сразу  определить термин "время". Сегодняшняя  наука оперирует линейным временем. Такая модель времени не опирается  на законы природы или эксперимент,  а только на субъективное ощущение  времени как пути из вчера  в завтра, она равнозначна с  любой другой геометрической  моделью произвольной формы. Уже  этот факт позволяет взять  в качестве модели времени  солнечные часы. Расстояние до  конца тени от часов и угол  её поворота и определят время.  Далее станет ясно сколь удачен  такой выбор.

 

   Предложенная Вашему  вниманию работа развивалась  от эксперимента к теории, поэтому  начнем с рассмотрения результатов  экспериментов (полное описание  хода и результатов экспериментов  в разделе сайта с одноименным  названием).

   На рис. 2 совмещены  изображения отклоненных в поле  каждого из двух полюсов постоянного  магнита катодных лучей электронно-лучевой  трубки. Но эксперимент показывает, что магнит не отклоняет катодные  лучи центрами своих полюсов.  Поле магнита будет выглядеть  так, как показано на рис. 3, и упрощенно на рис. 4. Такая  геометрическая форма поля магнита  соответствует экспериментально  найденной зеркальной симметрии  с инверсией (CP-инвариантность; четность).

     И наконец,  если толкать спичкой стальной  шарик по полярной стороне  магнита, он будет передвигаться  толчками, отсчитывая силовые линии.  Легко заметить, что малое число  силовых линий в центре полюса  нарастает по мере удаления  к периферии. Наиболее вероятная  фигура поля постоянного магнита  (эксперимент показал, что поля  постоянного и электрического  магнитов подобны друг другу) - это спираль, подобная спирали  Ферма (рис. 5). Спираль задана в  полярных координатах выражением 7.

   Выражение 8 - третий  закон Иоганна Кеплера, связывающее  в тождество расстояние планеты  от Солнца с периодом её  обращения вокруг него (это выражение  сегодня используется в физике  как Постоянная гравитации, правда, с добавлением массы). Преобразуем  его в выражение 9, добавив скорость  света с и константу 10/3, вычисленную  для планеты Земля с точностью  до четвертого знака для перевода  выражения в СИ. Полную соразмерность  получить не удается, расстояние  в степени 1 приравнено к расстоянию  в степени 2/3, но с этим приходится  мириться, т. к. иного не видно. 

   Как можно заметить, перед нами фигура, подобная спирали  Ферма, в построении которой  природа пользуется временем  как функцией угла. Изменился  показатель степени с 1/2 на 2/3. Именно такую форму создает  вода в водоворотах, тучи в  циклоне или тайфуне, спиралевидные  галактики, и т. д. Было бы  странно, если бы пространство  солнечной системы имело иную  геометрическую форму в горизонтальной  плоскости.

    Хорошо видно,  что временем природа пользуется  как единицей угла, и ничто  не мешает его этими единицами  заменить. Вот где видно преимущество  модели времени в виде солнечных  часов. Если поставить двое  таких часов, одни в северном, а другие в южном полушарии,  то они опишут отрезки двух  инвариантных ветвей спирали.  Еще ясней говорит о такой  природе времени второй закон  Кеплера:

   За равные промежутки  времени планеты заметают равные  площади. (Имеется в виду площадь,  ограниченная двумя радиусами  и дугой между ними).

 

   Все это касалось  геометрической формы пространства  солнечной системы в горизонтальной  плоскости. Мы увидели, что  для её описания вполне достаточно  единственного закона природы,  открытого Кеплером. Закон продиктовал  иную, нежели общепринятая на  сегодня, модель времени.

     Несколько сложней  с формой пространства в вертикальной  плоскости. Единственный закон,  который позволяет о ней судить - это ускорение свободного падения,  равенство которого для всех  тел доказано Галилеем. Ускорение свободного падения прямо пропорционально расстоянию и обратно пропорционально квадрату времени. Поскольку временем, как мы выяснили, природа пользуется как единицей угла, следует найти кривую, угол наклона которой будет изменяться квадратично. В качестве такой кривой выбрана синусоида, то есть развернутый в пространстве эллипс.

 

Геометрическая форма  пространства солнечной системы - это  вертикальная синусоида, свернутая  в горизонтальную спираль.

    

     Это эмпирическое  выражение - единственный найденный  способ геометрически однозначного  описания пространства. Для того, чтобы описать фигуру целиком, её придется выразить в алгебраической форме, что лишит описание геометрической однозначности, как это произошло с инвариантами Лоренца. Инвариант можно задать с помощью мнимой единицы, подставив её в выражение 9, а можно эмпирически, как это сделал Ферма. Фактом остается то обстоятельство, что современная математика не в состоянии предложить символьный способ описания пространства солнечной системы единственным геометрически однозначно понимаемым выражением. Три выражения - спираль, заданная в полярных координатах, её инвариант, и синусоида - вот самое краткое описание, найденное мной.

 

        Вот  и все описание природы. На  первый взгляд оно абсолютно  не функционально, ведь не рассматривается  траектория движения пробного  тела в пространстве. Геометрическая  форма пространства солнечной  системы рассматривается усредненно на большом отрезке линейного времени. Но это абсолютно необходимое для дальнейшего познания представление фундаментального строения природы. Такое описание позволяет сделать первый шаг к познанию.

 

 

Рис. 1

 

 

 

Рис. 2

 

Рис. 3

 

Рис. 4

 

Рис.5

 

 

Спиралевидная

галактика

 

Сверхновая 1987А

 

Тайфун Юрий

 

Циклон

 

Южное полярное

сияние

Теория единого  поля

 

    Как это ни  удивительно, но теория единого  поля в геометрической форме  создана Кеплером и Галилеем, и пролежала непонятой 400 лет.  Все, что нужно для описания  давно открыто этими учеными.  И так бывает, оказывается. 

        Остается  только добавить несколько утверждений:

         1.   Всякое тело обладает волной.

         2.   Волна - источник поля.

         3.   Тела взаимодействуют волнами.

         4.   Поле солнечной системы - это  сумма волн всех тел.

      5.  Геометрическая  форма волны, и порожденного  ею поля - вертикальная синусоида,  свернутая в горизонтальную спираль.

 

        Эксперименты  показывают, что складываясь, волны  создают фигуры, подобные фигурам  Лиссажу с соотношением частот 1/1, 1/2 и 1/3. Последнее соотношение, судя по всему, первично и принадлежит атому. Имеет значение фаза в которой волны вступают во взаимодействие друг с другом и число волн, участвующих во взаимодействии. Складываясь притягивающимися биполярными сторонами, волны стремятся создать совместную волну, амплитуда которой равна 2/3 от амплитуды единственного тела. Складываясь отталкивающимися полярными сторонами - 7/12 от амплитуды единственного тела. Такая особенность сложения позволяет утверждать, что умеренная по амплитуде гравитационная сила, действующая в плоскости, проходящей через солнечный экватор, может быть объяснена предлагаемой теорией.

 

        Материя  может быть описана геометрически  как форма пространства, искривленного  полем, источником каторого является сумма волн всех физических тел солнечной системы (вариант - Вселенной). Существует ли материя вообще, если все формы взаимодействий и сил объяснимы волновой природой тел? Ответа на этот вопрос, скорее всего не существует. Нам не дано этого узнать. Субъективно - да, существует, но объективных доказательств не найти никогда.

      Ощибкой будет пытаться описывать пространство как множество точек. Так ошибся Галилей, а за ним и Эйнштейн. Точка не может иметь физических свойств. Простейшая геометрическая фигура, у которой можно обнаружить физические свойства - отрезок кривой. Величина угла наклона этой кривой относительно горизонтальной плоскости даст представление о силе, которая есть амплитуда волны - источника поля. Направление наклона укажет на полярность интересующего нас участка поля. Так отпадет потребность в античастицах для описания природы.

        На фотографии Квинтета Стефана  хорошо видна геометрическая  форма связывающих две галактики  сил. Несмотря на то, что нельзя  точно определить фазы волн, которыми  галактики повернуты друг к  другу, в общих чертах можно  судить о геометрической форме  силы. Ещё одна галактика на  фотографии повернута к Земле  так, как и Сверхновая 1987А, что  позволяет судить о форме волны  единственного тела.

Взгляд на физику процессов как на волновое явление позволяет понять природу  солнечных циклов. Рисунок "Бабочки  Маундера" показывает, как начавшись в полярных широтах, вспышки солнечной активности постепенно опускаются к экватору. Это может происходить по единственной причине - Земля, двигаясь по орбите,  "догоняет" солнечную волну, пересекает одну из инвариантных ветвей, наклон поля начинает постепенно меняться, соответственно, меняется регистрируемая полярность магнитного поля Солнца. Должны возникать и ситуации неопределенного наклона поля, и это регулярно регистрируется в районе экватора Земли. Такой феномен назван "Бермудский треугольник". В полном соответствии с предлагаемой теорией, в некоторые моменты времени, поле Земли искривляется полем солнечной системы настолько, что меняет направление наклона. Стрелка компаса в такой момент будет показывать противоположное направление, а если смена направления наклона происходит хаотично, или наклон отсутствует вовсе, то даже произвольно вращаться.

Информация о работе Геометрия вокруг нас