FOUNDATIONS OF RELATIVISTIC GRAVITHERMODYNAMICS

Danylchenko, Pavlo

SPE “GeoSystem”, Vinnitsa, Ukraine

Evolutionary self-contraction of microobjects of lower layers of gravithermodynamically bonded matter outpaces the similar self-contraction of its upper layers. This is the exact reason of the curvature of intrinsic space of matter. That is why gravitational field itself should be primarily considered as the field of spatial inhomogeneity of evolutionary decreasing of the size of matter microobjects in the background Euclidean space of expanding Universe. In correspondence to this the gravitational field itself is the field of spatial inhomogeneity of gravithermodynamic state of dense matter of compact astronomical objects, as well as of strongly rarefied gas-dust matter of space vacuum. And, therefore, the gravitational field fundamentally cannot exist without matter. That is why it is not an independent form of matter. It is shown that equations of the gravitational field of General Relativity (GR) should be considered as equations of spatially inhomogeneous gravithermodynamic state of only utterly cooled down matter. This matter can only be the hypothetical substances such as ideal gas, ideal liquid and the matter of absolutely solid body. The real matter will be inevitably cooling down for infinite time and never will reach the state that is described by the equations of gravitational field of the GR. The equivalence of only inert free energy of matter (and not of the total internal energy) to gravitational and inert masses is justified. The equivalence of inertial mass of moving matter to its gravitational mass only by gravity-quantum clock, which is located in the point of its instantaneous dislocation, is justified. It was proved that total energy of matter of inertially moving body is equal in all global gravithermodynamic frames of references of spatial coordinates and time (GT-FR) that are moving relatively to matter. And that is precisely why there is a conform Lorentz-invariance of thermodynamic potentials and parameters in examined modification of transformations of the special theory of relativity (SR). Conformal relativistic transformations of increments of metrical spatial segments and metrical temporal intervals (instead of increments of coordinates and coordinate time of SR) were received. It is also shown that the tensor of energy-momentum of matter (right side of the gravitational field equation) should be formed not being based on external thermodynamic parameters, but being based exactly on the intranuclear gravithermodynamic parameters. In this case the observed motion of astronomical objects of the galaxies is provided at arbitrary small density of mass of the matter on their periphery and, consequently, the presence of dark non-baryonic matter in the Universe is unnecessary. Of course, bodies free fall in gravitational field is an original realization of their tendency to increase the evolutionary self-contraction of microobjects of their matter, and the realization of the tendency of the whole gravitationally bonded inhomogeneous matter to the minimum of the integral values of its inert free energy and thermodynamic Gibbs free energy. Bodies that fall accelerate independently in spatially inhomogeneous medium of the outer space or atmosphere. Such bodies transform their continuously released intra-atomic energy into kinetic energy. It is shown that in case of bodies’ free fall the gravitational deceleration of the rate of their intrinsic time is completely compensated by the motion due to isotropic all-round conformal gauge self-contraction of the size of falling bodies in the background Euclidean space of the Universe. Clocks that fall free are inertially moving and, therefore, continue to count time at the same rate as when they were in the state of rest. Similarly, the rate of time of astronomical body is not changed in the process of its motion in elliptical orbit. The dilatation of intrinsic time of distant galaxies is also absent, which points on the fact that Etherington identity does not correspond to reality. The fact that Hubble’s redshift is linearly dependent on transversal comoving distance instead of luminosity distance is justified. It is shown that mentioned above fact corresponds to astronomical observations. According to this the presence of dark energy in the Universe is also unnecessary. For the collective gravithermodynamic Gibbs microstates the connection between all thermodynamic potentials and parameters of matter have been found. This connection is realized with the help of several wave functions that can take arbitrary values with certain probability.

Keywords: gravithermodynamics, thermodynamics, gravity, gravitation, GR, SR, vacuum, inert free energy, Gibbs free energy, field, evolutionary and gravitational conformal gauge self-deformation, all-round isotropic conformal gauge self-contraction of moving matter, collective space-time microstate, Gibbs microstate, Lorentz conformal transformations, the principle of unobservability of the kinematic and gravitational self-contraction of the size of matter, limit velocity of matter, coordinate velocity of light, internal scale factor, spiral waves, micro-object, outer space, background regular space, photosphere, redshift, quasar, supernova.

PACS: 05.70.-a, 04.40.-b, 04.20.-q

ОСНОВЫ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ ГРАВИТЕРМОДИНАМИКИ[1]

Даныльченко, Павло[2]

Кардинальное отличие релятивистской гравитермодинамики (РГТД) от общей теории относительности (ОТО) заключается в использовании в тензоре энергии-импульса внеядерных термодинамических характеристик вещества для описания лишь его квазиравновесного движения. Для описания же движения по инерции в РГТД используются только гипотетические внутриядерные гравитермодинамические характеристики вещества. Именно это и позволяет принципиально избежать потребности во Вселенной небарионной темной материи. Эволюционное самосокращение микрообъектов нижних слоев гравитермодинамически связанного вещества всегда опережает такое же самосокращение микрообъектов его верхних слоев. Именно это и является причиной кривизны собственного пространства вещества. Поэтому само гравитационное поле следует рассматривать, прежде всего, как поле пространственной неоднородности эволюционного уменьшения размеров микрообъектов вещества в фоновом евклидовом пространстве расширяющейся Вселенной. В соответствии с этим оно является и полем пространственно неоднородного гравитермодинамического состояния как плотного вещества компактных астрономических объектов, так и сколь угодно сильно разреженного газопылевого вещества космического вакуума, которое подчиняется законам термодинамики подобно идеальному газу невзаимодействующих молекул. И, следовательно, оно принципиально не может существовать без вещества а, поэтому-то, и не является какой-либо самостоятельной формой материи. Показано, что уравнения гравитационного поля ОТО следует рассматривать как уравнения пространственно неоднородного гравитермодинамического состояния лишь предельно остывшего вещества. Этим веществом  могут быть только гипотетические субстанции – идеальный газ, идеальная жидкость и вещество абсолютно твердого тела. Реальное же вещество обречено остывать бесконечно долго, так никогда и не достигнув состояния, описываемого уравнениями гравитационного поля ОТО. Обоснована лишь условная тождественность инертной массы движущегося вещества его гравитационной массе по гравиквантовым часам, находящимся в точке, из которой вещество начало двигаться по инерции, благодаря  использованию в его псевдоцентричной собственной системе отсчета пространственных координат и времени (СО) корригированного значения гравитационной постоянной. Это связано с эквивалентностью инертной массы вещества гамильтониану его инертной свободной энергии, тогда как гравитационная масса вещества эквивалентна лагранжиану его ординарной внутренней энергии. Доказано, что полная энергия вещества движущегося по инерции тела одинакова во всех глобальных гравитермодинамических СО (ГТ-СО), движущихся относительно него тоже по инерции. Обоснована темпоральная инвариантность не только импульса, но и лагранжиана ординарной внутренней энергии вещества и эквивалентной ему гравитационной массы. Именно поэтому и имеет место как темпоральная инвариантность, так и конформная лоренц-инвариантность термодинамических потенциалов и параметров в рассмотренной модификации преобразований специальной теории относительности (СТО). Получены конформные релятивистские преобразования приращений метрических пространственных отрезков и метрических интервалов времени (вместо приращений координат и координатного времени СТО). Именно это и позволяет избежать не только парадокса близнецов при движении их по инерции, но и потребности во Вселенной темной энергии. Также показано, что тензор энергии-импульса вещества (правая часть уравнения гравитационного поля) должен образовываться вовсе не на основе внешних термодинамических параметров, а именно на основе внутриядерных гравитермодинамических параметров. В этом случае наблюдаемое движение астрономических объектов галактик обеспечивается при сколь угодно малой плотности массы вещества на их периферии и, следовательно, наличие во Вселенной темной небарионной материи не требуется. Конечно же, падение тел в гравитационном поле это – своеобразная реализация стремления их к наверстыванию эволюционного самосокращения микрообъектов своего вещества, а всего гравитационно-связанного неоднородного вещества – к минимуму интегральных значений его инертной свободной энергии и термодинамической свободной энергии Гиббса. Падающие тела самостоятельно разгоняются в пространственно неоднородной космосфере или же атмосфере, превращая свою непрерывно высвобождаемую внутриядерную энергию в кинетическую. Показано, что при свободном падении тел полностью компенсируется движением гравитационное замедление течения их собственного времени благодаря изотропному всестороннему конформно-калибровочному самосокращению размеров падающих тел в фоновом евклидовом пространстве Вселенной. Свободно падающие часы движутся по инерции и поэтому продолжают отсчитывать время в том же темпе, что и в состоянии былого своего покоя. Аналогично и темп течения времени астрономического тела не изменяется в процессе его движения по эллиптической орбите. Также отсутствует и замедление собственного времени далеких галактик, что указывает на несоответствие реальности тождества Этерингтона. Обоснована линейная зависимость Хаббла красного смещения длин волн излучения от поперечного сопутствующего расстояния вместо некорригированного фотометрического расстояния (luminosity distance). Показано соответствие именно её астрономическим наблюдениям. В связи с этим наличие во Вселенной темной энергии также не требуется. Для коллективных грвитермодинамических микросостояний Гиббса найдена связь между всеми термодинамическими потенциалами и параметрами вещества. Эта связь реализуется с помощью нескольких волновых функций, способных принимать с определенной вероятностью любые произвольные значения. Найдено квантовое уравнение гравитационного поля, решения которого задают пространственное распределение гравитационного радиуса вещества в каждом его новом гравитермодинамическом состоянии степенной функцией с очередной более высокой степенью. Показатель степени этой функции постепенно остывающего вещества может принимать последовательно лишь целые и полуцелые значения. Поэтому процесс остывания всего РГТД-связанного вещества является квантовым процессом, обусловленным спонтанным переходом его к степенной функции с более высоким значением степени а, следовательно, и к очередному квантовому коллективному состоянию.

Ключевые слова: гравитермодинамика, термодинамика, гравитация, тяготение, ОТО, СТО, вакуум, инертная свободная энергия, свободная энергия Гиббса, поле, эволюционная и гравитационная конформно-калибровочная самодеформация, всестороннее изотропное конформно-калибровочное самосокращение движущегося вещества, коллективное пространственно-временное микросостояние, микросостояния Гиббса, конформные преобразования Лоренца, принцип ненаблюдаемости кинематического и гравитационного самосокращения размеров вещества, предельная скорость движения, координатная скорость света, внутренний масштабный фактор, фоновое регулярное пространство, спиральные волны, микрообъект, космосфера, фотосфера, красное смещение, квазар, сверхновая.

PACS: 05.70.-a, 04.40.-b, 04.20.-q

Но она (ОТО, – П.Д.) похожа на здание, одно крыло которого сделано из изящного мрамора (левая часть уравнения), а другое – из дерева низкого качества (правая часть уравнения). Феноменологическое представление материи лишь очень несовершенно заменяет такое представление, которое соответствовало бы всем известным свойствам материи.

Альберт Эйнштейн (Физика и реальность)

Содержание

От автора

В последнее время к таким эпохальным недоразумениям, как «Большой взрыв» Вселенной и «черные дыры», добавились еще два не менее значительных недоразумения – «небарионная темная материя» и «темная энергия». Это ярко свидетельствует о наличии затяжного кризиса в теоретической физике. Она постепенно становится обычным ремесленничеством вместо творческого отражения реальности. Ибо обнаруженные в очень стройных построениях специальной (СТО) и общей (ОТО) теорий относительности прорехи стали просто замалчиваться или же «лататься» введением новых материальных сущностей (Кантовских «вещей в себе») вместо переосмысления физических сущностей самих этих теорий.

Начался этот кризис сразу же после обнаружения в 1963 г. Хенрихом Оттом и независимо от него в 1966 г. Хенрихом Арзельсом возможности построения релятивистской теории термодинамики альтернативной теории Планка-Хазенёрля. В связи с бурными дебатами по этому вопросу Х. Арзельс заявил о «современном кризисе термодинамики» (а отнюдь не СТО). Хотя большинство физиков все же пришло к выводу о релятивистской инвариантности термодинамики. И действительно это так. Ибо, несмотря на принципиальную возможность релятивистского замедления течения собственного времени вещества, движущееся в гравитационном поле вещество только по инерции этого замедления собственного времени принципиально не испытывает. И это обеспечивается более сложными конформно-лоренцевыми релятивистскими преобразованиями приращений пространственных координат и времени. Поэтому тензор энергии импульса на основе термодинамических параметров и характеристик вещества может строиться только в сопутствующих сплошному веществу системах отсчета координат и времени. К сожалению, народная мудрость «простота хуже воровства» заменена в современной физике утверждением, что «все гениальное может быть только простым».

Правомерность использования в тензоре энергии-импульса сплошного вещества вместо внутриядерных внеядерных (то есть термодинамических) параметров и характеристик вещества обосновал в 1969 г. Ричард Толмен, доказав взаимосогласованность (корреляцию) внеядерных и внутриядерных параметров и характеристик вещества. Ведь в его квазиравновесном состоянии произведение абсолютной температуры, характеризующей интенсивность внеядерных термодинамических процессов, и координатной скорости света, характеризующей внутриядерное состояние вещества, является пространственно однородной величиной. Но ведь же, у не сплошного вещества галактик такая корреляция отсутствует и потому-то тензор энергии-импульса несплошного вещества галактики надо формировать только на основе релятивистски неинвариантных внутриядерных параметров и характеристик вещества. Не зря же сам Альберт Айнштайн сомневался в возможности универсального строения тензора энергии-импульса, сравнивая его с древесиной низкого качества в отличие от метрического тензора, отождествляемого им с изящным мрамором.

Все эти недоразумения вызваны как искаженной физической интерпретацией самой теории относительности, так и недостаточно глубоким пониманием физической сущности различных форм таких основных физических понятий как пространство и время, а также незнанием физических процессов, скрытых за математической моделью пространственно-временного континуума (ПВК). Фактически игнорируются как раскрытая Анри Пуанкаре физическая природа кривизны собственного пространства вещества, так и установленная Германом Вейлем возможность принципиально ненаблюдаемой в мире людей калибровочной деформации вещества на уровне его микрообъектов а, следовательно, и соответствующего ему ПВК. К тому же не всеми понимается и единая природа термодинамических и гравитационных свойств вещества, согласно которой уравнения гравитационного поля ОТО являются уравнениями пространственно неоднородного гравитермодинамического состояния калибровочно эволюционирующего вещества. Пренебрежение же, как принципиальной неосуществимостью сингулярностей в ОТО (учитывая соответствие нулевого значения скорости света лишь бесконечно большим значением абсолютной температуры и давления), так и возможностью самообразования веществом и антивеществом зеркально симметричной конфигурации собственного пространства ответственно не только за подмену чрезвычайно массивных полых нейтронных звезд «черными дырами», а и за непонимание природы чрезвычайно высокой светимости квазаров и сверхновых. Невосприятие же того, что Вселенная принципиально не может быть однородной в собственных ПВК астрономических объектов, и основанное на мнимом замедлении собственного времени движущихся по инерции далеких галактик ошибочное тождество (паралогизм) Этерингтона ответственны за ложную потребность во Вселенной фантомной «темной энергии». Непонимание же того, что тензор энергии-импульса надо формировать отнюдь не на основе внешних термодинамических характеристик, а именно на основе внутриядерных гравитермодинамических характеристик несплошного вещества, очевидно, ответственно за мнимую потребность во Вселенной фантомной «небарионной темной материи». Обоснованию всего этого и посвящены научные исследования автора, результаты которых изложены в предлагаемой для рассмотрения его работе.

Постоянный адрес данной публикации: