Материальный заряд. Проблемы гернерации космических лучей.

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Ответить
jurij
Сообщения: 615
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Материальный заряд. Проблемы гернерации космических лучей.

Номер сообщения:#1   jurij »

Солнечные космические лучи являются исключительно показательными для изучения природы этого явления. Действительно, если источники галактических КЛ известны лишь гипотетически, то в случае солнечных КЛ место, время и явления, которые сопровождают их возникновение, доподлинно известны. Что остается неизвестным, так это каким способом Солнце, периодически излучая потоки положительно заряженных частиц, сохраняет стабильное зарядовое состояние. Такую ситуацию можно объяснить, если предположить, что на Солнце существует некий механизм генерации положительного заряда, излишки которого и уносят солнечные КЛ. Но на это можно сразу возразить, что такое предположение противоречит закону сохранения электрического заряда. Однако несложно заметить, что этот закон предусматривает сохранение электрического заряд лишь в операциях накопления, деления и транспортировки электрических зарядов. Такая трактовка подразумевает, что электрический заряд, это вещь в себе, которая никаких иных (кроме количества), внутренних свойств не имеет.
В работе [3, с.99] рассмотрены свойства электрического заряда в предположении, что он является не одним из свойств материальных тел, а собственно материей с присущими материальным телам атрибутами – способностью обладать потенциальной энергией положения и кинетической энергией движения. Потому у электрического заряда, как и у обычных тел, должно быть две меры. Мера, которая количественно отображает способность заряда участвовать в полевом взаимодействии (у обычных тел это гравитационная масса). И мера, которая количественно отображает способность заряда обладать энергией движения (у обычных тел это инертная масса). Первое свойство, как и его мера, давно известно. Это кулоновское взаимодействие, мера которого кулоновская масса, определяется через опыт Кулона. Новым является лишь предположение, что электрический заряд обладает инертностью и, соответственно, инертной массой.
Из конечности скорости взаимодействия электрических зарядов следует, полная энергия электрического заряда, как сумма энергий его кулоновской и инертной масс, будет величиной постоянной:

qU + Qv2/2 = Qс2/2. (2)

Где q – кулоновская масса электрического заряда, имеет размерность электрического заряда;
Q – инертная масса электрического заряда, имеет размерность инертной массы.
U – разность потенциалов электрического поля, пройденная зарядом;
v – скорость, приобретенная зарядом в этом поле;
с – скорость света в вакууме.
Размерности кулоновской и инертной массы электрического заряда в системе СГСЭ, равны: [q] = M1/2L3/2 T-1; [Q] = M, а их отношение численно равно скорости света в вакууме.
Из постоянства полной энергии электрического заряда следует, что его кулоновская масса не будет инвариантной:

q = q0(1 – v2/c2)1/2. (3)

Где q0 – кулоновская масса неподвижного электрического заряда.

Важно отметить, что из (3) вовсе не следует, что величина электрического заряда, как такового, зависит от скорости его движения. Это не так. Полная энергия заряда, как мера его материального содержания, не зависит от положения и скорости его движения, что непосредственно следует из (2). Соотношение (3) описывает, как будут зависеть результаты измерений кулоновской массы электрического заряда в опытах, типа опыта Кулона. В опыте Кулона о величине измеряемого заряда судят по силе его взаимодействия с пробным зарядом. А то, что эта сила будет зависеть от скорости его движения относительно пробного заряда, очевидно, поскольку взаимодействие между ними осуществляется с конечной скоростью. Когда измеряемый заряд неподвижен (v = 0), сила будет максимальна, и измерения дадут результат q = q0. При движении измеряемого заряда со скоростью v = c, взаимодействие с пробным зарядом исчезнет, и измерения дадут результат q = 0. Рассмотрим некоторые следствия свойства электрических зарядов (3).

Замедление времени. Энергия атома (молекулы), как системы электрических зарядов, пропорциональна произведению этих зарядов. Потому, согласно (3), эта энергия будет зависеть от скорости движения атома так: W = W0(1 – v2/c2). Энергия фотона пропорциональна квадрату его частоты, а потому, с учетом (3), частота излучаемых атомом фотонов будет зависеть от скорости его движения так: ν = ν0( 1 – v2/c2)1/2. Эта зависимость известна как поперечный эффект Доплера. Если период колебаний электромагнитного поля фотона используется в качестве эталонного промежутка времени (атомные часы), то ход таких часов будет зависеть от скорости их движения так: T = T0/(1 – v2/c2)1/2. В общем случае характерные времена любых процессов, определяемых взаимодействием электрически заряженных тел, как-то период полураспада атомных ядер, время жизни элементарных частиц и т.п., будут зависеть от скорости движения так: t = t0 /( 1 – v2/c2)1/2.

Зависимость массы тел со скоростью их движения. Из (3) прямо следует, что отношение масса/заряд электрически заряженных тел должно зависеть от скорости их движения: m/q = (1 – v2/c2)1/2. В СТО эта зависимость трактуется как результат роста массы движущихся тел и лежит в основе релятивистской механики. Из (3) следует, что выводы этой механики будут справедливы лишь для случая движения электрически заряженных тел в электромагнитных полях.

Сокращение длин. Магнетизм, едва ли не единственный, реально наблюдаемый эффект, который можно трактовать как следствие релятивистского сокращения длин. В рамках этой трактовки магнетизм, это особый вид кулоновского взаимодействия движущихся зарядов, возникающий вследствие релятивистского сокращения длин.
В рамках (3) магнетизм также сводится к особенности кулоновскому взаимодействию движущихся зарядов, но без привлечения релятивистского сокращения длин. На такую возможность описания магнетизма указывал, например, Р. Фейман. Но он считал такой подход неверным, аргументируя это тем, что в рамках (3) должна появиться зависимость зарядового состояния металлических тел от их температуры [4]. Но этот аргумент несостоятелен потому, что из-за релятивистского сокращения длин объем газа электронов проводимости также будет зависеть от температуры, что приведет к соответствующим зарядовым эффектам. Отсутствие же таких эффектов, как в первом, так и во втором случаях лишь свидетельствует о том, что представлять электроны проводимости металла в качестве газы частиц будет неверным.

Рассмотрим, как в рамках классической, релятивистской и свойства (3) трактовок магнетизма, описывается взаимодействие движущихся зарядов. Пусть в пространстве, на расстоянии r, параллельно друг другу, движутся со скоростью v два пучка одноименно заряженных частиц. Пучки имеют равную линейную плотность заряда σ0 = nq0/L0, где n – число частиц зарядом q0, содержащееся на длине L0. Магнитное взаимодействие пучков будем рассматривать как взаимодействие токов величиной I = σ0v. В вычислениях будем использовать формулы системы СГСЭ.

1. В рамках классической трактовки магнетизма на единицу длины пучка действуют две независимые силы: кулоновская fc = σ02/r, и магнитная fm = -σ02v2/c2r. Здесь c2 – системный множитель СГСЭ, знак «-» указывает на то, что магнитная сила стремится сблизить заряды. Суммарная сила, действующая на единицу длины пучка равна: f = fc + fm = σ02(1 – v2/c2)/r. В пределе, при v = c, f = 0. Вывод вполне ожидаемый. Когда электрические заряды движутся со скоростью, равной скорости их взаимодействия, взаимодействие между ними исчезнет. Применительно к практике работы ускорителей это означает, что при скорости v≈c кулоновское отталкивание между частицами пучка будет близко к нулю, и оно перестанет расширять пучок. В тоже время, поскольку при этой скорости fc + fm ≈ 0, эффективность работы системы электромагнитного управления пучком ускорителя тоже стремится к нулю.

2. В рамках релятивистской трактовки между пучками существует только кулоновское взаимодействие. Релятивистское сокращение длины L = L0(1 – v2/c2)1/2 ведет к изменению плотности заряда пучка: σ = σ0/(1 – v2/c2)1/2. В результате сила кулоновского взаимодействия между пучками будет равна: fc = σ02/r(1 – v2/c2). При v → c, она стремится к бесконечности.

3. В рамках третьей трактовки между пучками существует только кулоновское взаимодействие. С учетом (3) заряд каждой из частиц пучка будет равен: q = q0(1 – v2/c2)1/2. Соответственно, плотность заряда пучка будет равна σ = σ0(1 – v2/c2)1/2. Отсюда сила взаимодействия между пучками будет такой: fc = σ02(1 – v2/c2)/r. В пределе, при v = c, fc = 0. Этот вывод и его следствия тождественны первому случаю.

Таким образом, свойство электрических зарядов (3) позволяет описать основные эффекты СТО (замедления времени, сокращение длин и зависимость массы от скорости) с более простых (конечность скорости взаимодействия электрических зарядов) позиций, чем представления о деформации пространства-времени в СТО. При этом, в рамках (3) все эти эффекты носят не глобальный (как в СТО), а локальный характер. То есть, они значимы лишь для явлений, имеющих электромагнитную природу. Собственно, это объясняет, почему выводы СТО были проверены лишь в опытах, в которых использовались именно такие явления.
В отличие от кулоновской, инертная масса электрического заряда в кинематических преобразованиях является инвариантной, а зависит лишь от энергетического состояния носителя электрического заряда. Связь изменения этого состояния с изменением величины электрического заряда в системе СГСМ имеет вид:
ΔQ = 2ΔW/c2, (4)
где ΔW – изменение энергетического состояния носителя электрического заряда;
ΔQ – изменение инертной массы электрического заряда;
c – скорость света.
Соотношение (4) справедливо для любых изменений энергетического состояния электрически заряженных тел. Наиболее заметно такое изменение будет проявляться в ядерных реакциях. В [3] показано, что если ядерная реакция происходит с выделением энергии, то происходит увеличение электрического заряда протонов образовавшихся ядер, что приводит к уменьшению отношения масса/заряд этих ядер. Этот эффект трактуется в СТО как дефект массы, т.е. уменьшение массы ядер согласно знаменитого соотношения E = mc2.
Несмотря на формальную тождественность эти две трактовки приводят к существенно, разным следствиям. Уменьшение массы ядер (трактовка СТО), можно обнаружить лишь в тонких лабораторных измерениях. Изменение же зарядового состояния, следующее из (4), должно приводить к заметным электромагнитным эффектам. На практике наблюдается именно последнее. Например, при ядерных взрывах возникают грандиозные электромагнитные эффекты, которые до сих пор внятного объяснения не имеют [5]. Соотношение (4) позволяет не только объяснить и количественно описать электромагнитные явления, сопровождающие ядерные взрывы, но и, что, собственно, является предметом настоящего исследования, решить проблему генерации солнечных и галактических космических лучей.







Литература.

3. Ю. В. Волков. Физика ХХ века. Проблемы и альтернативы. LAP LAMDERT Academic Publishing, 2013, 119с.
viewtopic.php?p=66243#66243
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog ... 13160.html

4. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. т.5, М. «Мир», 1977 г. с. 269 –276. . т. 6, Электродинамика с. 270.

5. https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/ ... 0%B3%D0%B8.

jurij
Сообщения: 615
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Материальный заряд. Проблемы гернерации космических лучей.

Номер сообщения:#2   jurij »

Странное дело, материал читают, но не комментируют. Причин, на мой взгляд, может быть только две. Первая, автор рассказывает об очевидных вещах. То есть, всем известно, что основные объекты Вселенной электрически заряжены , а потому порядок в ней определяет не только гравитация, но и электричество (первая статья об КЛ). И это обстоятельство давно учтено во всех моделях Вселенной. Или, все знают, что гигантское и великолепное здание СТО сводится к частным электромагнитным эффектам. А потому никого не удивляет, что экспериментальное подтверждение выводов СТО получено в узкой категории опытов. Но тогда возникает вопрос, почему об этих вещах не пишут в учебниках.
Второй вариант, автор в своих статьях несет несусветную глупость. Но тогда обязательно нашлась бы масса народа, желающего поучить автора. Практика любых форумов показывает, что такие материалы обсуждаются наиболее живо. А тут, ни то, ни се, непонятно...

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»