Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Виртуальная субквантовая активная среда

Одновременно с процессом создания концепции субквантовой активной среды рассматривается и другой процесс научного развития – решение проблемы природы света. Эта проблема стоит перед Человеком как вызов его жажде познания с того времени, как он начал всматриваться в окружающий его Мир, ибо свет, будучи главным средством познания внешнего Мира Человеком, никогда не раскрывал своей сущности и как посредник между Материей и Разумом никогда не появлялся без покрова таинственности.

Скорость света в вакууме V_max определяется двумя мировыми константами – диэлектрической и магнитной проницаемостями. Очевидно, что численные значения , в совокупности должны быть наименьшими из всех возможных значений, чтобы обеспечить максимально возможное значение V_max= с.

Поскольку , никак не связаны с характеристиками источников и приемников световых квантов (фотонов), то отсюда с необходимостью следует, что и являются характеристиками некоторой промежуточной среды между источниками и приемниками световых квантов и такая среда во времени должна предшествовать появлению источников и приемников световых квантов, другими словами, существование промежуточной среды должно предшествовать возникновению Вселенной. Указанная среда ранее идентифицировалась как эфир, а сейчас – как вакуум. Будем придерживаться современной трактовки и называть промежуточную среду вакуумом.

Вакуум по своей природе через , связан с электромагнетизмом, имеет дискретную структуру, поляризован и энергетически накачан [5]. Следовательно, вакуум является субквантовой активной средой, а те свойства, которые характеризуют вакуум как субквантовую активную среду, позволяют утверждать, что вакуум представляет собой, в целом, активный резонатор и это обстоятельство является необходимым условием возникновения Вселенной.

Однако здесь необходимо отметить важное обстоятельство. Понятия «субквантовая активная среда» и «вакуум» не являются тождественными. Как будет следовать из дальнейших логических рассуждений, вакуум – это модифицированное энергетическое состояние субквантовой активной среды после ее фазового перехода, связанного с необратимой цепной реакцией расширения индуцированного излучения и выделением энергии, что явилось причиной возникновения Вселенной. Вакуум как промежуточная среда и Вселенная в целом есть дополняющие друг друга порождения субквантовой активной среды.

Версия о том, что субквантовая активная среда породила Вселенную, приобретает черты реальности и может быть изложена так: в силу некоторой причины устойчивое состояние субквантовой активной среды было нарушено и ее состояние стало неустойчивым, иногда это событие называют флуктуацией, проявилась общая тенденция и субквантовая активная среда породила Материю и Разум. Рождение Вселенной сопровождается мощнейшим излучением и поглощением световых квантов. На вопрос, что первично – Вселенная или субквантовая активная среда – следует отвечать, что первична субквантовая активная среда. Субквантовая активная среда есть causa sui (первопричина) генезиса Мира. Итак, Вселенная возникла в уже существующей субквантовой активной среде как в активном резонаторе и развивалась, развивается и будет развиваться в субквантовой активной среде.

Существует несколько проблем космогонии и космологии, которые не находят своего решения в рамках принятой теории возникновения и развития Вселенной – модели Большого взрыва. Имеется в виду следующее:

1) В 60 – е годы XX столетия было обнаружено фоновое (реликтовое) микроволновое излучение, равномерно заполняющее все физическое Пространство. Оно представляет собой радиоволны миллиметрового диапазона с температурой . Новооткрытое явление немедленно было истолковано как температурно ослабленное за счет расширения излучение, образовавшееся при возникновении Вселенной в результате Большого Взрыва млрд. лет назад, но суммарная энергия фонового излучения при этом не должна изменяться со временем. Если суммарная энергия фонового излучения неизменна, то температура фонового излучения и, следовательно, Вселенной в целом и любого конкретного объекта Вселенной никогда не станет равной нулю. Оценка величины суммарной энергии фонового излучения показывает, что суммарная энергия, сосредоточенная в фоновом излучении, превышает световую энергию всех галактик вместе взятых за все время существования Вселенной.

Однако равномерный нагрев физического Пространства Вселенной остается для космогонии и космологии аномалией, поскольку такой температурный эффект был бы возможен, если бы расширение Вселенной до современных масштабов согласно инфляционной модификации модели Большого Взрыва произошло за время t = 10^-33 секунды, что не представляется реальным.

2) В 1998 году стало известно, что Вселенная расширяется с положительным ускорением и, значит, с нарастающей скоростью, а согласно принятой теории скорость расширения Вселенной должна падать. Одно из возможных объяснений – наличие гипотетической так называемой «темной» энергии, создающей эффект ускорения и равномерно заполняющей все пространство Вселенной. Вполне возможно, что «темная» энергия связана с энергией субквантовой активной среды резонатора.

Предлагаемая автором гипотеза для объяснения упомянутых весьма серьезных проблем заключается в следующем. Как видно, в перечисленных проблемах ключевыми словами являются «равномерный нагрев» и «равномерное заполнение». Тогда решение перечисленных проблем можно построить, используя понятие «перемешивание». Любое однородное состояние достигается под действием перемешивания и только перемешивания. Заметим, что понятие «перемешивание» применяется здесь в математическом и физическом смыслах. В математическом смысле понятие «перемешивание», не вдаваясь в подробности и отсылая к результатам [6], означает, что рождение и эволюция Вселенной являются нелинейными процессами и связаны с детерминированным хаосом. В физическом смысле перемешивание объясняет наличие всеобщего однонаправленного вращения у любых космических объектов Вселенной и означает, что мы имеем дело с распределённой в пространстве нелинейной субквантовой активной средой, состояние которой характеризуется эволюционирующим во времени пространственным распределением переменных состояния.

Понятие «детерминированного хаоса» совместно с понятием квантов Времени и квантов физического Пространства позволяют уйти от сингулярного состояния пра-Материи, этого неустранимого недостатка модели Большого Взрыва и её различных модификаций в математическом и физическом смыслах, поскольку начальные условия теперь не связаны с бесконечными значениями плотности, температуры, давления и т. д., а физические законы существуют и действуют.

Таким образом, существующий концептуальный математический аппарат, связанный со стандартной моделью Большого Взрыва, более не является ни категорической необходимостью, ни бесспорным догматом и, следовательно, необходимо привлечение других принципов и других концепций, объясняющих происхождение Вселенной. Новая теоретическая ситуация должна рассматриваться с помощью тех принципов и тех концепций, которые являются более адекватными для этого.

Итак, впервые в теоретический анализ возникновения и развития Вселенной вводится понятие «детерминированный хаос» для математического анализа устойчивого и неустойчивого состояния субквантовой активной среды как активного резонатора и эта идея ведет к новым перспективам в развитии космогонии и космологии.

В [7] автором предпринята попытка создать реалистическую математическую модель нелинейного активного резонатора, характерными чертами которого являются экспоненциальная неустойчивость состояния, фиксированная пространственная дискретная структура, и имеющего при определенных условиях режим детерминированного хаоса.

Предположим, что имеется активный резонатор с фиксированной пространственной дискретной структурой, в котором могут возбуждаться индуцированные колебания электромагнитного поля на определённой частоте. Амплитуда колебаний может медленно изменяться во времени, благодаря взаимодействию электромагнитного поля с субквантовой активной средой резонатора.

Нелинейная субквантовая активная среда состоит из «элементов» с двумя энергетическими уровнями, причем разность энергий между уровнями , где h– постоянная Планка. Другими словами, частота перехода с одного энергетического уровня на другой считается точно совпадающей с собственной частотой индуцированных колебаний нелинейной субквантовой активной среды, расстройка отсутствует. Предполагается присутствие механизма накачки, благодаря которому «элементы» переходят с нижнего уровня на верхний и в нелинейной субквантовой активной среде создается инверсия заселенности.

Такая интерпретация ставит нелинейный резонатор с субквантовой активной средой в ряд традиционных моделей теории колебаний и позволяет привлечь опыт и интуицию, накопленные при работе с этими моделями. Обнаружена генетическая связь математической модели нелинейного резонатора с субквантовой активной средой и модели Е.Лоренца при анализе задачи о конвекции в подогреваемом снизу слое жидкости [8]. При численном решении задачи о конвекции обнаружилось установление режима детерминированного хаоса, который характеризуется сложным, непериодическим изменением динамических переменных во времени.

Таким образом, можно предположить, что численное решение системы дифференциальных уравнений, характеризующих состояние нелинейного резонатора при определенных значениях его параметров, также будет являться хаотическим, иначе говоря, в нелинейном резонаторе с субквантовой активной средой вполне может существовать режим детерминированного хаоса с экспоненциальной неустойчивостью состояния. Более того, результаты анализа динамики режима детерминированного хаоса модели Е. Лоренца можно распространить на динамику модели нелинейного резонатора с субквантовой активной средой.

Возникающая система (Вселенная) может получать энергию только из субквантовой активной среды, в которой она возникает. Собственной энергии у возникающей системы нет и быть не может. Самопроизвольно из «ничего» (из сингулярного состояния) система не возникает. Только внешняя по отношению к системе субквантовая активная среда может породить систему. Поэтому идея Большого Взрыва сингулярного состояния в физическом аспекте не выдерживает критики.

Сделаем небольшое отступление и поясним – что же такое индуцированное излучение нелинейной субквантовой активной среды, когда в качестве аналога упомянутой среды рассматриваются сложные квантовые системы, например, атомные системы. Источниками электромагнитного излучения могут быть сложные квантовые системы. Общие методы описания излучения таких систем те же, что и при рассмотрении излучения атомов, но конкретные особенности излучения могут быть весьма своеобразны. Если частота внешнего излучения, падающего на уже возбуждённый атом, совпадает с одной из частот возможных для этого атома квантовых переходов, то атом испускает квант излучения в точности такой же, как и налетевший на него фотон внешнего излучения, называемый резонансным фотоном. Такое излучение атома называется индуцированным. По своим свойствам оно резко отличается от спонтанного излучения атома – не только частота, но и направление распространения, и поляризация испущенного фотона оказываются теми же, что у резонансного фотона. Вероятность индуцированного излучения (в отличие от спонтанного) пропорциональна интенсивности внешнего излучения, то есть количеству резонансных фотонов. Существование индуцированного излучения было постулировано Эйнштейном при теоретическом анализе процессов теплового излучения тел с позиций квантовой теории и затем было подтверждено экспериментально. В обычных условиях интенсивность индуцированного излучения мала по сравнению с интенсивностью спонтанного излучения. Однако она сильно возрастает, когда в метастабильном возбужденном состоянии находится больше атомов, чем атомов в состоянии с меньшей энергией. При попадании в такую активную среду резонансного фотона возбужденными атомами испускаются фотоны, в свою очередь играющие роль резонансных. Число излучаемых фотонов лавинообразно возрастает; результирующее излучение состоит из фотонов, совершенно идентичных по своим свойствам, и образует когерентный поток. На этом явлении основано действие квантовых генераторов и квантовых усилителей излучения.

Межатомное поле должно рассматриваться как виртуальное, то есть как действующее, но не существующее, другими словами, как виртуальная субквантовая активная среда и этой виртуальной субквантовой активной среде приписывается способность переносить энергию и импульс. Любое спонтанное (самопроизвольное) действие, например, спонтанное излучение, спонтанный распад радиоактивных элементов всегда инициировано виртуальной субквантовой активной средой и спонтанное действие имеет причину, оно не может быть беспричинным. Что означает понятие «виртуальная субквантовая активная среда»? Это понятие означает, что время ее возбуждения и время ее релаксации таковы, что переход из одного состояния в другое состояние субквантовой активной среды не удается зафиксировать и еще нет физических экспериментальных возможностей идентифицировать конкретные состояния субквантовой активной среды. Нет экспериментального оборудования, имеющего необходимую временную разрешающую способность различать и фиксировать разные состояния субквантовой активной среды и поэтому такие состояния называются виртуальными. Время возбуждения и время релаксации соизмеримы с величиной кванта Времени t_min.

Субквантовая активная среда по определению обязана находиться в неустойчивом возбужденном состоянии, при этом состояния «элементов» субквантовой активной среды также неустойчивы. «Элемент» субквантовой активной среды, находящийся в неустойчивом состоянии может переходить в устойчивое состояние с наименьшей энергией. Этот квантовый переход сопровождается спонтанным испусканием фотона с частотой ν_max. Тогда, если был спонтанно испущен фотон на частоте ν_max, так называемый резонансный фотон, то он вызовет индуцированное излучение в точности таких же фотонов. Частота резонансного фотона ν_max совпадает с единственно возможной частотой, характеризующей нелинейную субквантовую активную среду.