“Salus populi suprema lex est”
Международное общественное объединение

1872 - 2017

Russian Physical Society, International

Международное общественное объединение Русское Физическое Общество (сокращённо – РусФО, RusPhS) - добровольное объединение учёных, инженерно-технической интеллигенции, изобретателей, предпринимателей для совместной интеллектуальной и научно-практической деятельности в области естествознания, - науки о природе.
Научная цель: построение единой физической картины мира и поиск основной целевой функции человечества.

Заев Н.Е. Электромагнитная природа масс и гравитации



ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ПРИРОДА МАСС И ГРАВИТАЦИИ

Заев Н. Е.
 

Приведены расчётные обоснования электромагнитной природы инертной массы тел. Гравитационная сила, определяемая только через силу взаимодействия тел, может быть следствием флуктуирующего различия величин заряда электрона и протона. Ожидается изменение веса и инертности тел при их заряжении.

§ 1. Давно различают инертную и гравитационную массы mи и mг, а в последней отличают пассивную (притягивающуюся) и активную (притягивающую) массу. Не вдаваясь в историю развития понятия массы, укажем лишь, что определение самого термина массы как количества материи в последнее время рассматривается не как единственно возможное. Полное изложение ситуации, сложившейся в связи с определением этого термина, содержится в [1]. Как показано в [2], - все использовавшиеся экспериментальные методы определения соотношения mи и mг - в принципе неприемлемы. В [1; 3] рассмотрены возможности интерпретации наблюдаемой массы электрона, как массы, обусловленной энергией его электромагнитного поля. Здесь мы намерены показать возможность возникновения - как необходимости - понятия инертной массы тел следствием движения всей совокупности зарядов и магнетиков, составляющих тела. Кстати, в [4] вновь обсуждается определение инертной массы в ОТО и подчёркивается строго доказанная её неудовлетворительность.

§ 2. Тело массы mг - совокупность частиц: электронов, протонов, нейтронов, имеющих заряды е, р, магнитные моменты: μeo - орбитальный, μec, μpc, μнс - спиновый. При движении тела со скоростью v (относительно наблюдателя), в прилегающем пространстве возникают магнитные и электрические поля, содержащие энергию. Она и может представляться - при измерении кинетической энергии - первопричиной этой кинетической энергии. Если А - массовое число, ze - число электронов, zp - число протонов, N - число нейтронов, Na - число Авогадро, μo - магнитная постоянная, - то у такого тела, при приемлемом равенстве зарядов электрона и протона (е = р) имеем:

(1/2)·mи·v2 = (mг/А)·Na·[ze·We - zp·Wp + N·wpнc) + ze·W·(μeo + zp·W·(μpc +ze·W·(μec)],           (1)

  где перед вторым членом «минус» означает, что магнитное поле движущегося протона противоположно магнитному полю движущегося электрона.
 
§ 3. Известно, что энергии первых членов [1; 3] имеют вид:

Wе = (2e2·v2·μ0)/3а, если «а» - радиус электрона;
Wр = (2p2v2μ0)/Зв, если «в» - радиус протона.

Учёт остальных членов исключительно сложен [5]. Так как μeo ~ 1000 μpc ~ 1000 μнс - обозначим сумму последних 4-х членов (v2·∑Wi = z·v2·у). Тогда из (1) можно определить множитель «у» двояко: через отношение mи/mг → 1, что следует из всех известных экспериментов, если считать их доказательными, вопреки выводам в [2], или просто приняв mи/mг = 1. В любом случае, mг выступает как количество вещества, за полным неимением иного его определения (измерения, отсчёта), а mи - только лишь коэффициент при v2/2, свидетельствуя этим не о существовании mи в теле наряду с шг, а лишь о способности mг выступать в роли mи, о связи кинетической энергии тела с количеством (числом) составных частиц в теле. Поэтому, сокращая v2 и обе массы m в (1), получим значение обобщающего множителя:
у = A/(2·NA·z) - (1/2)·(e2·μ0/a) + (p2·μ0)/в,                                                      (2)

откуда легко определить радиус протона «в»:
в = (2p2·μ0)/3(A/2·z·NA + (2/3)·(e2·μ0/a) - y).                                                  (3)

Классический радиус электрона а = 1,41·10-15 м. Приводятся, однако, и иные значения (2,81·10-15 м); для расчётов важно лишь его постоянство. Заряд электрона е = 0,60206±0,00003)·10-19 Кл. e = р; μ0 = 1,257-10-6 г·м-1, NA = 6,0254·1026 к.моль, принимаем во = 7,7·10-19 м для водорода.
 Подставив во в (2), находим: у = 2704,87·10-29 для А = 1, z = 1 (водород). Следовательно, в ядрах, имеющих А > 1, протоны имеют радиусы*:

в = (2,16·10-44)/((А/z) 83,6·10-29+2704,87·10-29).                                            (4)
 
Как видим, вклад «у» весьма значим относительно первого члена знаменателя.
*). Учёт изотопов лишь без нужды осложнит расчёт, ничего не изменив по существу.
 
§ 4. Таким образом, если обнаружится постоянство в элементах, содержащих А = 1÷200, - это будет свидетельствовать (в пределах справедливости сделанных допущений) о том, что кинетическая энергия тела массы mг целиком обусловлена электромагнитной энергией от движения составляющих его заряженных и намагниченных i-частиц (с; m = 0). Проведя расчёт, получаем:

углерод: А == 12, z == 6, в6 = 7,54·10-19 м,
иридий: А == 191, z = 77, в191 = 7,42·10-19 м,
висмут: А == 209, z = 83, в209 = 7,40·10-19 м.

Разумеется, такое постоянство будет и при ином сочетании во, ао. Постоянство радиуса вА в этом интервале А = 1÷209 следует признать удовлетворительным, достаточным для доказательства того, что mи есть лишь аспект mг.

§ 5. Следовательно, термин «инертная масса» бессодержателен; её нет в покоящемся теле, но она как бы «появляется» всегда, когда её ищут, когда тело меняет состояние движения.

В [6] говорится, что если и удастся объяснить массу электрона, то всё равно останется загадкой, - откуда у μ-мезона такая большая масса, - в 206,77 раза большая, чем у электрона. С изложенной же точки зрения следует, что масса μ-мезона - будучи кинетического происхождения - обусловлена лишь тем, что радиус его в 206,77 раза меньше ао.

§ 6. Силу гравитационного взаимодействия тел можно представить как силу электрического взаимодействия, если считать, что:
| е | = р ± δ (Кл.),

то есть если допустить, что абсолютные величины заряда электрона и протона различаются, флуктуируя во времени на ± δ Кл.
Следовательно, - иногда они и равны (р = е).

Предположение о неравенстве заряда электрона и протона имеет давнюю историю, связанную с Лоренцем, Сванном, Эйнштейном [7]. Было показано, что если р = (1 + к)·е, то при к = 0,9·10-18 сила электрического взаимодействия протонов равна силе их гравитационного взаимодействия. Эксперименты Цорна, Чемберлена, Хьюза [7] показали, что δэ = (1,0 ± 4,2)·10-19·е. Принципиальное отличие нашего предположения заключается именно в том, что абсолютные значения зарядов электрона и протона могут флуктуировать на ±δ у своих значений, то есть речь идёт о динамической разности зарядов. Именно поэтому эксперименты, проведённые Пиккардом и Кесслером, не могут обнаружить величину δ (истечение газа из металлического сосуда, потенциал которого измеряется после истечения) [7]. Из возможности δ ≠ 0 следует множество физических и космологических следствий, рассмотренных Бонди и Литлом [7]. Учёт флуктуационной природы величины δ приводит к иным, более эвристическим следствиям, без необходимости введения спорных гипотез (о творении заряда, по Бонди и Литлу).

Действительно, из равенства сил электрического и гравитационного взаимодействия, Q1·Q2 = γ·ε0·rm1·rm2, фактические эквивалентные объёмные флуктуирующие заряды Q1 и Q2 в гравитационно взаимодействующих телах будут следующей величины:

1 = ± δ·((z1·m1)/A1)·NA,                                                  (5)

2 = ± δ·((z2·m2)/A2)·NA.

Поэтому уровень флуктуации составит величину:
± δ = 1/NA√(γ·ε(A1·A2)/(z1·z2)),                                            (6)

Подставляя численные значения постоянных, имеем:
у = (6,670 ± 0,007)·10-11, Н·м2/кг2,

ео = 8,854304·10-12, Ф/м,

находим, что усреднённый уровень флуктуаций (осцилляций) зарядов электронов и протонов:

±δ = ((24,1920·10-12)/(6,0254·1026))√((A1·A2)/(z1·z2)) =

= 4,0139457√((A1·A2)/(z1·z2))·10-38, Кл.                                                            (7)

Подкоренное выражение - это величины ~ 2; так что абсолютная разность осциллирующих значений заряда электрона и протона:

±δ = 8,028·10-38, Кл.                                                             (8)

уже обеспечит наблюдаемые силы, называемые силами «гравитационного взаимодействия». Примечательно совпадение размаха флуктуации по (8):

δ = 2·8,028·10-38 Кл = 16,056·10-38 Кл.

и экспериментальной величины:
δ = (+5,2 + |1 - 3,2 |)·1,6·10-38 = 13,4·10-38, Кл.
 - (по Цорну, Чемберлену, Хьюзу).

Это совпадение можно считать дополнительным свидетельством в пользу и без того достаточно прозрачного механизма возникновения сил «гравитации».
 

§ 7. Что касается деталей процесса возникновения этих сил, - то, прежде всего, следует иметь в виду знакопеременность величины δ, квазинейтральность макросистемы rm1, rm2. Это состояние «гравитирующих» тел во многом напоминает квазинейтральное состояние плазмы.

Здесь также можно оперировать с аналогом дебаевского радиуса, связывающего радиус размера rо области, в которой условие нейтральности может не соблюдаться:

rо < √(Tδ/n),                                                                    (9)
где:
n - концентрация псевдозарядов,
Tδ - их условная температура, 

и условие соблюдения этой нейтральности:
r >> 5√(Tδ/n).                                                              (10)

Очевидно, размер «r» всегда намного превосходит размеры реальных тел. И только в ненаблюдаемом случае взаимодействия отдельных (двух-трёх) атомов, - их радиусы менее «rо».

Но, видимо, «дрожание» и более крупных образований (молекул или их глобул) не исключено; и оно проявляется их броуновским движением. Частота флуктуаций «ν» зарядов достаточно мала, чтобы можно пренебречь токами смещения. Далее, распределение областей «rо» внутри области r (>> rо), в целом обеспечивающее электронейтральность, несложно описать методами физики твёрдого тела, применяющимися для кристаллических тел (задачи по физике твердого тела. П/р. Г. ДЖ. Голдсмита, Наука, М., 1976, гл. 1,3).Равновероятность существования ± Q2 в m2 и ± Q1 в m1 не исключает их энергии (силы) взаимодействия. Оно осуществляется через микролокальные поля Е и Е от этих флуктуирующих в телах зарядов. Из стремления системы тел к минимуму энергии - притяжение (+ Q1, - Q2) более вероятная и потому чаще реализующаяся форма взаимодействия, как энергетически более выгодная, чем отталкивание (оно связано с возрастанием энергии).

В этом представлении броуновское движение есть - возможно - самая наглядная реализация (а не только модель!) этих процессов. То же относится и к колебаниям кристаллической решётки. Флуктуации заряда электрона (протона), естественно, могут вызывать колебания энергии взаимодействия ионов, находящихся в узлах её, дополняющие тепловые колебания. Этим, видимо, объясняется известный факт существования колебаний решётки и при Т → 0. Указанное значение ±δ в (6) - возможно - лишь эффективное. Дело в том, что, как видно из приведённого в § 3 экспериментального значения заряда электрона, - вполне реальны, в пределах возможности измерения заряда, все ±δ < 3·10-24 Кл. И потому не исключено наличие какого-либо закона распределения Р(δ) = f(δ), как, например, принимается гауссово распределение фиктивных (дробных) зарядов при вычислении потенциала иона методом Эвальда (смотри предыдущую сноску, задача 3.11). Правомерно - с некоторыми оговорками - также допустить интервал ±δ = 3·10-24 Кл ÷ 8,028·10-38 Кл. Разумеется, наличие вещественных перегородок, обладающих - естественно - теми же свойствами, не в состоянии «экранировать» взаимодействие m1, m2 значительным образом. Измерение виртуальных полей, создаваемых зарядами Ql; Q2, известными методами в виде нахождения напряжённости полей «В/М» - очевидно, исключено в виду квазинейтральности системы, неопределённости частоты флуктуаций, микролокальности этих полей. Однако в экспериментах по определению знакопеременного потенциала некоторого объёма жидкости со взвешенными частицами не исключено установление осцилляций потенциала при уменьшении объёма этой жидкости. С этой точки зрения не существует нейтральных, незаряженных частиц; лишь заряд их может быть необнаружимо малым.

§ 8. Казалось бы, изменение заряда, например, - Q1 на dQ1, должно привести к изменению веса m1 на dm1. То есть:

(Q1 ± dQ1)·Q1 = ε0·γ·(m1 ± dm1)·m2                                                            (11)
или:

Q2·dQ1 = ε0·γ·m2·dm1                                                             (12)
и поэтому:

dm1 =(Q2/m2·ε0·γ)·dQ1.                                                        (13)

Полагая массу Земли равной m2 = 5,976·1014 кг, - находим осциллирующий в её объёме заряд:

±Q2 = m2·√(γ·ε0·(A1·z2)/(z1A2)) = 144,57202·1012 Кл,

приняв для простоты (без большой ошибки) А = 2z. Поэтому:

dm1 = (144,57202·1012 dQ)/(5,976·1024·58,5258·10-23) = dQ·(24,185·10-12)/(58,5258·10-23) =

= dQ·0,41323·1011 кг;      dm1 = dQ 4,1323·1010 г.                                          (14)

§ 9. Следовательно, при изменении на один кулон указанного объёмного заряда тела, взвешиваемого в поле Земли, получим изменение веса 4,1323·1010 г. Неясно, однако, как реализовать эту величину dQ - и именно объёмную, по смыслу вывода.

При зарядке конденсатора ёмкостью С до разности потенциалов U будем иметь «гравитирующий» заряд:

q = (ΔQ1/e)·δ,                                                           (15)

так что из (14) и (7), при А1 = 2z, следует, что:

Δm = 4 1323·1013·((8,0280·10-38)/(1,60206·10-19))·ΔQ1 = 21,4·10-6·Q1 = 21,4·10-6·С·U (г).                  (16)

Например, конденсатор ёмкостью С = 100 микрофарад, U = 100 В, будет иметь:

Δm = 21,4·10-6·1·10-6 = 2,14·10-11 г; величина не обнаружимая.

Если же ±δ = 3·10-24 Кл, то (14) будет иметь вид:
Δm1 = 8·103·ΔQ1.                                                              (17)

И тогда для указанного выше конденсатора Δm1 = 8·10-3 г; эта величина вполне обнаружима. Нами, в 1953÷1959 гг., проведено систематическое изменение Δm1 всевозможных заряженных конденсаторов Q (Тех. отчёт ВНИИЭМ, ОАБ. 127.082.1966). Отмечалось, что Δm1 = 0,8 мг при ΔQ = 2,2·10-5 Кл. То есть Δm = 36,6·ΔQ. Это означает, что ±δ = 1,35·10-26 Кл. Возраста и |-Δm1| непропорционально ΔQ1.

Возможно, это обусловлено упомянутой выше возможностью распределения ±δ по значениям в функции Q. Полученные результаты по изменению веса тел вследствие изменения содержащегоcя в них заряда можно трактовать и иначе. Именно - следствием изменения и частоты, и уровня флуктуаций величины ±δ. Вклад таких факторов в силу взаимодействия m1, m2 - на сегодня совершенно неясен. Проведено также измерение возможных изменений в силе гравитационного взаимодействия двух тел m1 и m2, когда m2 изменяло свою температуру в интервале 77,3°K÷573°K, m1 = 9,003 г (вольфрам), m2 = 6810 г (медь), крутильные весы Этвеша. («Статья «О влиянии температуры на силу тяготения», «Журнал Научно-физического кружка», ? 12, стр. 47...49, июль 1972, Могилёв).

Установлено (при ошибке измерения ± 1 %), что изменение силы гравитационного взаимодействия от изменения температуры тела m2 если и есть, то оно менее 9,8·10-10 дин/град, то есть меньше 2·10-5 град.

Полученный результат выше, по точности, ранее известного [8]. Поскольку принятое значение массы нейтрона mn = (1,674953±0,000018)∙10-24 г(на 0,14% больше массы протона), то из вышеизложенного следует, что его заряд по (4) должен быть на уровне qn = 3,82∙10-40 Кл., а по (17) - qn = 2,1∙10-31 Кл. Ни та, ни другая величина, как будто, не доступны ни измерению, ни обнаружению. Однако, по опытным данным Шапиро, Эстулин, - заряд нейтрона оценён ими менее 9,6∙10-31 Кл. [7]. Эта величина, как видим, близка к найденной по (7), что отчасти свидетельствует о реальности, хотя бы в некоторых случаях, величины ±δ = 3∙10-24 Кл.
 

§ 10. Таким образом, mи и mг, - оставаясь привычной рабочей реальностью, всё же не равноправны: инертная масса mи - это всего лишь иной лик гравитационной массы mг. При этом, mг - как мера количества материи, остаётся незаменимой в принципе мерой, первичной мерой. Но и она, - гравитационная масса mг - суть форма реального выявления зарядовых взаимодействий тел, обусловленных флуктуациями, «дрожанием» величин дискретных зарядов частиц на величину ±δ. В этом смысле, количественное изучение броуновского движения может оказаться перспективным для углубления описанного механизма взаимодействия частиц и тел.

Рассматривая заряды как сингулярности физического вакуума (без детализации механизма их) - такое дрожание абсолютных величин зарядов на ±δ вполне реальное явление. Поэтому органической особенностью результатов измерений взаимодействия частиц (mг) одна с другой или с внешними полями - будет наличие разброса значений. Это связано не столько с ошибкой измерений, но и с действительным и неустранимым изменением уровня взаимодействий во время измерений, - и тем явственнее, чем меньше частицы.

Там, где делают электроны и протоны, тоже, наверное, изнашиваются штампы; да к тому же частицы могут и не быть строго сферичными; так что движение их (поворот) может быть причиной изменения сил взаимодействия, что вполне правомерно понимать как флуктуации их зарядов.
 

§ 11. В заключение можно, перефразируя Джеммера [1, стр. 159], сказать, что «...масса делает то, что делает не потому, что она есть то, чем она нам представляется, но она есть то, чем она представляется только потому, что она делает то, что она делает».

Именно поэтому вышеизложенное о природе масс и их взаимодействия может приоткрыть возможность управления инертными и гравитационными свойствами и микро- и макротел путём целенаправленного использования магнитных и электрических полей в системе этих тел.

Почти-количественные совпадения расчётных и экспериментальных значений флуктуаций зарядов дают основание для такого оптимизма.


ЛИТЕРАТУРА

1. Джеммер М. Понятие массы в классической и cовременной физике. - М., «Прогресс», 1967.
2. Линец А. М. ЖЭТФ, 54, 6, 1772...1774, 1968.
З. Беллюстин С. В. Классическая электронная теория. - М., «Высшая школа», 1971.
4. Денисов В. И., Логунов А. А. Инертная масса, определённая в общей теории относительности, не имеет физического смысла. Препринт П-0214 ИЯИ АН СССР, М., 1981.
5. Поливанов К. М. Электродинамика движущихся тел. - М., «Энергoиздат», 1982.
6. Фейнмановские лекции по физике, Т. 6. Электродинамика. - М., «Мир», 1966, стр. 306.
7. Гравитация и относительность, п./ред. Ч. Цзю, Р. Гофман. - М., «Мир», 1965.
8. J. Н. Poyntug, Р. Phillips, Proc. of The Poj. Soc. Ser. А., vol. 76, ? 512, 445...457, 1905.

Москва, июнь 1983 г.

Заев Николай Емельянович, - кандидат технических наук, действительный член Русского Физического Общества (1991), Лауреат премии Русского Физического Общества (1992).




Опубликовано: журнал «ЖРФМ», 1992, ? 1-12, стр. 32-41.

« назад

Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 89, Выпуск № 1 (2017г.)
ЖРФМ, 2016, № 1-12 (ЖРФХО, Т. 88, вып. № 4)
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 88, Выпуск № 3 (2016г.)
Шпеньков Г.П. Динамическая модель элементарных частиц. Видео лекция
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 88, Выпуск № 2 (2016г.)
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 88, Выпуск № 1 (2016г.)
Журнал
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 87, Выпуск № 3 (2015г.)
Журнал Русской Физической Мысли, 2015, № 1-12
Журнал Русского Физико-Химического Общества, Том № 87, Выпуск № 2 (2015г.)
Журнал Русского Физико-Химического Общества ЖРФХО, Том 87, Выпуск № 1 (2015г.)
Энциклопедия Русской Мысли. Том 24
Энциклопедия Русской Мысли. Том 23
Энциклопедия Русской Мысли. Том 22
Энциклопедия Русской Мысли. Том 21
Армянская секция Русского Физического Общества
Энциклопедия Русской мысли. Том 20
Энциклопедия Русской мысли. Том 19
Энциклопедия русской Мысли. Том 18
Энциклопедия русской Мысли. Том 16
Энциклопедия русской Мысли. Том 15
Энциклопедия Русской Мысли. Том 14
Энциклопедия Русской Мысли. Том XIII
Украинская секция Русского Физического Общества
Санкт-Петербургская секция Русского Физического Общества
Иркутская секция Русского Физического Общества
Новосибирская секция Русского Физического Общества
Катрен 12. ГМО - ГЕНОФАШИЗМ
Водородное топливо Юрия Краснова
Алиев А.С. Российская астрономия. Часть 2. - 2011г.
Жигалов В.А. Уничтожение торсинных исследований в России
ЭРМ 12: Колесников И.В. Природа глобальных катаклизмов. - 2010 г.
Алиев А.С. Российская астрономия. - 2010 г.
Открытое Заявление Президента Русского Физического Общества Родионова В.Г. Президенту Российской Федерации Медведеву Д.А.
ЭРМ 11: Оше А.И. Поиск единства законов природы (Инварианты в природе и их природа). - 2010 г.
ЭРМ 10: Петракович Г.Н. Биополе без тайн. Сборник научных работ. - 2009 г.
ЭРМ 1: Гриневич Г.С. Праславянская письменность. Результаты дешифровки. Том 1. - 1993 г.
ЭРМ 6: Хачатуров Е.Н. Элиминация значительной части ДНК... - 1995 г.
ЭРМ 3: Иванов Ю.Н., Иванова Н.М. Жизнь по интуиции. - 1994 г.
ЭРМ 4: Гудзь-Марков А.В. Индоевропейская история Евразии. Происхождение славянского мира. - 1994 г.
Два открытия
Официальный доклад Аполлон-11. Лунные карты составлены безграмотно
Ральф Рене. Как NASA показало Америке Луну
НЛО: соседи по Солнцу.16.05.2011
Бутусов. Раджа Солнце. Глория. 9.01.2012
Катрен 18. Технология спаивания
Фильм С. Веретенникова
Энциклопедия русской Мысли. Том 17

Ссылки:

rodionov@rusphysics.ru - ПОЧТОВЫЙ ЯЩИК РЕДАКЦИИ ЖУРНАЛА "ЖУРНАЛ РУССКОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ МЫСЛИ"
Главный редактор Родионов В.Г.
Денежные пожертвования направлять в Сбербанк РФ на карточку № 63900240 9014875013.


Rambler's Top100