Д.Д. Иваненко [1], как и К. Мёллер [2] и С. Хокинг [3], считал сингулярности в решениях уравнений гравитационного поля наиболее очевидной трудностью общей теории относительности (ОТО). Это постоянно вдохновляло автора данной статьи на поиск путей разрешения этой трудности и, в конце концов, привело его к долгожданному успеху [4]. Полученные результаты позволили по-новому взглянуть на физику не только макро-, но и микрообъектов – элементарных частиц.

Внутреннее собственное полупространство альтернативных чёрным дырам полых астрономических тел обладает необычными свойствами. Вогнутые в абсолютном пространстве Ньютона–Вейля [4] поверхности в этом полупространстве тела наблюдаются выпуклыми. И, к тому же, в отличие от внешнего полупространства, в нём имеют место явление сжатия внутренней “вселенной” и наличие антивещества. В отличие от чёрной дыры, сингулярная поверхность находится не снаружи, а внутри полого тела, и предотвращает собой катастрофическую аннигиляцию вещества и антивещества.

Оказалось, что положительно заряженные кварки могут быть абсолютно устойчивыми лишь в микроподпространстве с аналогичными свойствами и, поэтому, должны самоизолироваться от внешнего пространства, как это и предполагается в теории сильной гравитации Салама [1], сингулярной поверхностью. Кроме того, в несопутствующей веществу системе отсчёта пространственных координат и времени (СО), в которой, согласно гипотезе Вейля [5], галактики расширяющейся Вселенной совершают лишь малые пекулярные движения, физический вакуум является активной средой с диссипацией энергии [4,6]. Основываясь на всём этом, здесь и рассматривается спиральноволновая природа элементарных частиц.

В синергетике (теории диссипативных систем) самым фундаментальным фактором является самоорганизация спиральных автоволновых структур в активных средах с диссипацией энергии. Спиральные волны представляют собой главный тип элементарных самоподдерживающихся структур в однородных возбудимых средах [7]. Такой средой как раз и является физический вакуум. Поэтому, элементарные частицы вещества неизбежно должны были самоорганизоваться в нем и, именно, лишь в виде спиральных автоволн. На это также указывают и основные закономерности, общие для элементарных частиц и спиральных волн: 

1)     корпускулярно-волновая природа элементарных частиц (они, как и ядра спиральных волн, имеют пространственные координаты);

2)     кооперативное поведение, как частиц, так и спиральных волн;

3)     наличие инерции движения (как у элементарных частиц, так и у спиральных автоволновых структурных элементов);

4)     наличие аннигиляции при столкновении (как у элементарных частиц и античастиц, так и у сходящихся и расходящихся спиральных волн);

5)     наличие неопределенности во времени и пространстве свершения кванта действия (принципиально невозможно определить начало и конец любого спирального витка, переносящего квант действия а, следовательно, - и точно определить координаты мировых точек свершения действия);

6)     возможность интерпретации оконечных локальных стоков спиральных волн как отрицательных электрических элементарных зарядов, а их первичных локальных истоков – как положительных элементарных зарядов;

7)     наличие у электрона собственного углового момента, не связанного с его вращением (радиальное перемещение витков спиральной волны аналогично эффекту от вращения жесткой логарифмической спирали);

8)     наличие положительного и отрицательного значений спина у элементарных частиц (аналогично вправо и влево закрученным спиралям);

9)     образование электроном в атоме орбитальной волны (аналогично образованию спиральными волнами простых вихревых колец);

10)      невозможность существования, как одинокого кварка, так и одинокого скрученного вихревого кольца [7];

11)      наличие асимптотической свободы, как у кварков, так и у скрученных вихревых колец, зацепленных друг с другом (силы взаимодействия возни-кают лишь при попытке их разъединения);

12)       подобие топологических запретов, ограничивающих число допустимых элементарных частиц и трехмерных спиральных структур [8];

13)       очень короткий срок жизни, как элементарных частиц, так и трехмерных спиральных структур, неспособных самоорганизовываться в структуры более высокого иерархического уровня.  

Однако нам необходимо ответить еще и на следующие вопросы. Какие из известных элементарных частиц вещества не являются фиктивными и могут быть спиральными автоволнами?  И пространственно-временными модуляциями каких параметров физического вакуума являются трехмерные спиральные структуры, соответствующие элементарным частицам?

Наделение гравитационного поля свойствами, подобными свойствам электро-магнитного поля, позволяет рассматривать его как равноправное с электромагнитным полем и, следовательно, - как нечто самостоятельное. Известные же факты указывают на совершенно противоположное. Все четыре фундаментальных поля – сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное основываются на электро-магнитных свойствах физического вакуума и материи и являются специфически-ми отображениями этих свойств на разных иерархических уровнях самоорганизации материи. Несмотря на наличие множества подобий свойств фундаментальных полей, топологические и другие принципиальные отличительные признаки не позволяют произвести полную унификацию всех фундаментальных взаимосвязей (взаимодействий) между элементарными частицами вещества. Так, например, гравитационным потенциалом в СО вещества является функция от скорости распространения электромагнитных волн в вакууме , значение которой однозначно определяется значениями диэлектрической  и магнитной  проницаемостей физического вакуума. Да и сама гравитация проявила себя в макромире лишь вследствие наличия ван-дер-ваальсовых сил электромагнитных взаимодействий между молекулами водорода. Ведь только эти силы и заставили молекулы водорода совместно самосжиматься в абсолютном пространстве. В случае гипотетического отсутствия электромагнитного взаимодействия отдельно самосжимающиеся молекулы вещества так бы и остались равномерно распределенными в космическом пространстве. И, следовательно, так бы и не возникли гравитационные макро-поля, отображающие физическую макронеоднородность () космического пространства. Этим обусловлен и совершенно иной механизм действия гравитации. Так при электромагнитном взаимодействии изменение импульса элементарной частицы происходит чисто из-за передачи ей дополнительного импульса поглощенным ею свободным фотоном. Изменение же импульсов элементарных частиц в гравитационном поле обусловлено принципиальным несохранением в физически неоднородном пространстве импульсов виртуальных частиц и квазичастиц, осуществляющих взаимодействия как между самими соседними стабильны-ми частицами, так и между этими частицами и «облаком» виртуальных частиц [9]. Тем самым, не возникает необходимость в существовании специфических квазичастиц (гравитонов), переносящих импульс и энергию в процессе движения вещества в гравитационном поле[6]. Слабое взаимодействие элементарных частиц также имеет электромагнитную природу. Ведь оно осуществляется обменом виртуальными частицами, которые имеют не только массу, но и электрический заряд и при своем ускоренном движении могут генерировать обыкновенные электромагнитные волны. На это указывает и возможность объединения его с электромагнитным взаимодействием в единое электрослабое взаимодействие. Сильные связи между кварками (скрученными вихревыми кольцами, согласно 10) и 11)) являются, очевидно, чисто топологическими связями, подобными связям звеньев цепи или элементов «матрешки». Было бы не логично, если бы природа не использовала такой простой механизм взаимосвязи элементарных частиц. Поэтому, нет необходимости в существовании и глюонов, обязанных «склеивать» кварки.

Молекулы вещества реальных физических тел совершают тепловые колебательные движения. Поэтому, собственное движение молекул гиперболически ускоряющегося тела на самом деле не является гиперболическим. И, следовательно, значения напряженностей гравиинерционного поля, возникающего в СО гиперболически ускоряющегося тела, являются лишь среднестатистическими значениями. В местах дислокаций молекул движущегося тела имеет место шумовая пространственно-временная модуляция, как значений напряженности гравиинерционного поля, так и значений частоты взаимодействия элементарных частиц вещества, которая определяет темп течения собственного квантового (стандартного) времени вещества. Поэтому, внутреннее пространство ускоряющегося тела не только физически макронеоднородно, но и физически микронеоднородно.

Из-за высокой плотности материи в ядре атома среднестатистическое относительное значение частоты взаимодействий f в точках дислокации протонов и нейтронов намного ниже, чем  на периферии атома. Как следует из решений уравнений ОТО, влияние на частоту взаимодействия элементарных частиц снижения несобственного значения скорости света частично компенсируется уменьшением расстояния в абсолютном пространстве между взаимодействующими частицами. Эта компенсация аналогична компенсации, реализуемой релятивистским сокращением длины движущегося тела [9]. Поэтому, физическая микронеоднородность собственного пространства вещества, тождественная сильной гравитации Салама [1], всегда сопровождается и метрической микронеоднородностью или в другой интерпретации – микрокривизной (шероховатостью) этого пространства. Наличие физической и метрической микронеоднородностей пространства в местах большой концентрации вещества (в ядрах атомов) имеет глубокий физический смысл. Это демонстрация наличия отрицательной обратной связи между значениями в СО Вейля измеряемого физического параметра (размера) и единицы измерения этого параметра (размера). Эта связь предотвращает катастрофическое изменение параметра (размера) во внутренней СО вещества и делает недостижимыми для него как нулевое, так и бесконечно большое значения. У ядер атомов, как и у астрономических тел, из-за этого имеются индивидуальные псевдогоризонты прошлого и будущего [4], устанавливающие в их внутренних СО соответственно максимальное и минимальное значения фотометрического радиуса.

В таком физически и метрически микронеоднородном пространстве несобственные значения энергии и импульса элементарных частиц должны определяться с использованием дополнительных конформных преобразований или перенормировок, которые бы учитывали эти микронеоднородности и их изменение под действием дестабилизирующих факторов. Подобные перенормировки физических пара-метров производятся в процессе нахождения приближенных решений уравнений ядерной и квантовой физики методом теории возмущений. Эти истинные значения энергии и импульса будут существенно меньше их собственных значений, неотличающихся от их значений в гипотетическом физически и метрически однородном пространстве. Несмотря на малое взаимное отличие собственных значений эффективных сечений нейтрона и протона а, следовательно, и их значений в шероховатом внутреннем пространстве вещества, в евклидовом пространстве СО Вейля значение эффективного сечения нейтрона намного меньше значения эффективного сечения протона. Это обусловлено большей кривизной собственного пространства нейтрона а, следовательно, и более значительным увеличением в СО Вейля плотности потока рассеиваемых частиц по мере приближения их к нейтрону (нежели к протону). Поэтому, в процессе преобразования нейтрона в протон в СО Вейля выполняется работа по расширению нейтрона в собственном гравитационном поле. В СО вещества выполнение этой работы направлено на повышение несобственного значения энергии U=v_cc за счет повышения локального несобственного значения скорости света v_c, которое у протона существенно больше, чем у нейтрона. Неучитывание изменения локального несобственного значения скорости света и является причиной мнимого дефицита энергии в процессе -распада нейтрона.  Несохранение же импульса и момента количества движения в процессе -распада обусловлено значительной физической микронеоднородностью пространства в ядре атома. И, следовательно, никакой дополнительной частицы, уносящей часть энергии, импульса и момента количества движения, не требуется.

В отличие от собственных значений, несобственные значения энергий разных нейтронов неодинаковы в СО Вейля даже у одного и того же атома. Дисперсия несобственных значений энергии нейтронов обусловлена значительной физической микронеоднородностью пространства внутри ядра атома и непрерывным колебательным изменением гравитационной энергии нейтронов в процессе взаимодействий их кварков с кварками соседних нейтронов и протонов, находящихся как в актуальном, так и в виртуальном состояниях. Аналогично дисперсии кинетических энергий теплового колебательного движения молекул, она также подчиняется определенным статистическим закономерностям. Поэтому, подобно спектрам частот и энергий фотонов теплового излучения, спектр энергий электронов в процессе -распада нейтронов является сплошным (а не дискретным, как при изменении квантовомеханического состояния элементарных частиц). Обычно дисперсия энергий электронов в -распаде объясняется дисперсией энергий антинейтрино, которые являются вещью в себе (подобно кибернетическому черному ящику) и будто бы излучаются вместе с электронами. Однако, нет вразумительного объяснения наличия сплошного спектра у самих антинейтрино.

Конечно, использование в ОТО индивидуального среднего значения частоты взаимодействия конкретной элементарной частицы f (или же локального несобственного значения скорости света v_c, которое эквивалентно f в принципиально равномерном собственном пространстве элементарной частицы) является таким же нонсенсом, как и использование в термодинамике и в релятивистской механике индивидуальных значений соответственно температуры и релятивистского замедления собственного времени каждой отдельной молекулы вещества. Однако, не вдаваясь в феноменологической термодинамике в такие, казалось бы, абсурдные нюансы, мы все-таки учитываем в статистической термодинамике наличие дисперсии значений тепловой энергии (кинетической энергии колебательного движения) у молекул вещества, находящегося в равновесном состоянии. Тогда почему мы должны игнорировать в ядерной физике дисперсию значений гравитационной энергии элементарных частиц вещества? Поэтому, физические параметры нейтрино и антинейтрино следует рассматривать лишь как поправки к математическим зависимостям, которые приемлемы только для гипотетического физически микрооднородного и гладкого (без микрокривизны) пространства феноменологической ОТО. Игнорирование не только физической и метрической микронеоднородностей абсолютного пространства для элементарных частиц, но и дисперсий гравитационных энергий этих частиц делает эти поправки математически обоснованными. И, следовательно, фиктивные частицы, являющиеся переносчиками этих поправок, могут «участвовать» в ядерных реакциях наравне с реальны-ми элементарными частицами и, как и они, могут подчиняться законам симметрии ядерной физики. Ввиду этого, в ядерных реакциях преобразования элементарных частиц в новые частицы благодаря поглощению или излучению ими лишь нейтрино (антинейтрино), на самом деле, происходит лишь переход этих частиц из одного своего метастабильного состояния в другое свое метастабильное или же стабильное состояние. Так, например, преобразование отрицательно заряженного мюона (топология пространственно-временного континуума (ПВК) которого подобна топологии ПВК полого астрономического тела) в электрон сопровождается не только псевдообращением* волнового фронта его внутренней спиральной волны, но и значительным снижением физической микронеоднородности его внутренне-го пространства . Поэтому, несмотря на одинаковость полных (несобственных) значений энергий электрона и мюона, преобразовавшегося в этот электрон с сохранением полной энергии, эффективные значения энергии и массы электрона в гипотетически микрооднородном и гладком (без микрокривизны) пространстве меньше приблизительно в 207 раз эффективных значений энергии и массы мюона. И это имеет место, несмотря на частичную компенсацию эффекта от более значительной физической микронеоднородности внутреннего пространства эффектом от более значительной микрокривизны внутреннего пространства мюона, нежели внутреннего пространства электрона. На основе гиперболы (чрез-мерного преувеличения) этого эффекта строится геометродинамическая модель массы «без массы» (геон Уилера [10]). В этой модели фактически нулевому несобственному значению энергии (из-за v_c=0) сопоставляется ненулевое эффективное (собственное) значение энергии элементарной частицы. Возможность такой гиперболы – весомый аргумент в пользу концепции фиктивности нейтрино. Очевидно, на самом деле, регистрируют не нейтрино, а лишь косвенные последствия ядерных реакций, в которых они должны были бы возникнуть. Ведь фазовые изменения коллективного пространственно-временного состояния вещества и его гравитационного поля распространяются со сверхсветовой скоростью [9] и могут быть зарегистрированы в любой точке пространства и без прихода в нее нейтрино.         

Таким образом, из всех известных несоставных фундаментальных частиц вещества достоверно нефиктивными могут быть только электрон с позитроном, мюоны и кварки с антикварками. А фундаментальной квазичастицей, существование которой неопровержимо, является лишь фотон. Основываясь на электромагнитной природе всех элементарных частиц и учитывая принципиальную нерегистрируемость отдельных витков спиральных волн, можно предположить следующее. Электрон с мюоном и кварки являются пространственно-временными модуляциями диэлектрической и магнитной проницаемостей бесструктурного физического вакуума в виде спиральных волн, которые формируют соответственно простое и скрученные вихревые кольца в атомах [7]. При этом топология ПВК мюонов, положительно заряженных кварков и отрицательно заряженных антикварков подобна топологии ПВК полых астрономических тел. При такой топологии кварков скрученность вихревых колец обязательна лишь для внутреннего микроподпространства охватывающего кварка (антикварка) и для внешнего микроподпростра-нства антикварка (кварка), заключенного во внутреннем микроподпространстве какого-либо другого охватывающего его кварка (антикварка). Такую структуру (в виде матрешки) имеют p-мезоны. Благодаря нескрученности вихревого кольца во внешнем подпространстве охватывающего кварка, p-мезон может преобразоваться в мюон в результате аннигиляции во внутреннем микроподпространстве охватывающего кварка скрученных вихревых колец этого кварка и антикварка, заключенного во внутреннем микроподпространстве. Нити скрученных вихрей кварков, из которых состоят резонансы и некоторые другие метастабильные частицы, могут не только замыкаться в кольцо, но и завязываться в узлы [7, 8].

Электромагнитные волны, которые наполняют эти вихревые кольца и узлы, являются волнами модулирующих колебаний электрической и магнитной напряженностей.

*При псевдообращении волнового фронта отражения волны а, следовательно, и изменения направления ее распространения не происходит. Имеет место лишь изменение характера волны – замена в данном случае ее расходимости на сходимость и то только во внутреннем собственном микроподпространстве мюона, так как в абсолютном пространстве спиральная волна как изначально сходилась, так и будет продолжать сходиться.

 Эти колебания наложены на более высокочастотные квазипериодические несущие колебания этих напряженностей. Несущие колебания (также как и колебания диэлектрической и магнитной проницаемостей) совершаются на частоте де Бройля совокупности всех объектов вещества, на которые набегают коллективизированные витки спиральных волн со скоростью распространения в СО Вейля фронта собственного времени вещества. Поэтому, каждый из этих витков соответствует одновременным (совпадающим) событиям, а тем самым, и определенному коллективному пространственно-временному состоянию всего вещества, над которым он совершает квант действия [9]. Это хорошо согласуется в парадоксе Эйнштейна–Подольского–Розена [11] с мгновенным взаимокоординированием изменений квантовомеханических характеристик предварительно скоррелированных фотонов или элементарных частиц после взаимного разбегания последних на большие расстояния. Наличие метрической (которая создает кривизну собственного пространства вещества) и физической (которая отождествляется с гравитационным полем) макронеоднородностей пространства СО Вейля может быть обусловлено возрастанием от периферии к центру пространственной густоты коллективизированных витков спиральных волн. Это возрастание густоты витков спиральных волн является неизбежным из-за сокращения расстояний между вершинами солитонов, которые образуют эти витки, по мере приближения их к центру. Оно же  приводит к возникновению метрических и физических микронеоднородностей пространства в местах дислокации ядер атомов. Микрокривизна и физическая микронеоднородность собственных пространств протонов и нейтронов из-за возрастания от периферии к центру густоты их индивидуальных спиральных витков также имеет место. Однако, эти локализованные неоднородности не возможно определить решением уравнений гравитационного поля. Ведь ОТО, как и механика и термодинамика, оперирует лишь среднестатистическими параметрами и предусматривает лишь сплошное заполнение пространства материей. И более того, микрокривизна и физическая микронеоднородность пространства сильно изменяются в процессе взаимодействия элементарных частиц. Поэтому, уравнения квантовой физики, которые в неявном виде учитывают (или должны учитывать) микрокривизну и физическую микронеоднородность пространства, приходится решать совместно с уравнениями ренормгруппы.

Нити вихрей сходящихся спиральных волн, соответствующих, согласно 6), отрицательно заряженным частицам, устойчивы лишь в пространстве или же в микроподпространствах, в которых отношения приращений радиальных отрезков в собственном ¶r и абсолютном ¶R пространствах положительны (¶r/¶R>0).  Нити вихрей расходящихся спиральных волн, соответствующих положительно заряженным частицам, устойчивы лишь в пространстве или же в микроподпространствах, в которых ¶r/¶R<0. Только в этих пространствах или микроподпространствах их фазовые траектории наматываются на предельные циклы. Поэтому, положительно заряженные кварки стабильных частиц (протонов и нейтронов) самоизолируются от внешнего пространства метрически сингулярной поверхностью и витки их спиральных волн стекают к псевдогоризонту будущего микроподпространства, ограниченного этой сингулярной поверхностью. Ввиду этого шварцшильдо-подобный радиус сильной гравитации и оказывается порядка размеров протона и нейтрона [1]. Данная сингулярная поверхность является стоком* витков спиральных волн во внешнем пространстве и их истоком в ею ограничиваемом микроподпространстве. В этом микроподпространстве сингулярная поверхность воспринимается как выпуклая поверхность, которая содержит внутри себя всю Вселенную. Поэтому, в СО положительно заряженного кварка протона, охваченного сингулярной поверхностью, Вселенная будет «наблюдаться» как отрицательно заряженный барион. И это является одной из причин утопического рассматривания элементарных частиц как микровселенных [1]. В общем случае возможны две различные топологии. Если положительно заряженный кварк имеет полую топологическую форму и квазиконцентричен охватывающей его сингулярной поверхности в абсолютном пространстве, то в его СО Вселенная будет им охвачена. При отсутствии же этой квазиконцентричности будет иметь место планетарная модель. Положительно заряженный кварк будет как бы вращаться вокруг отрицательно заряженной Вселенной. Переход от одной топологии к другой соответствует изменению мета-стабильного состояния кварка (изменению значений его квантовых чисел) и не обязательно должен быть связан с поглощением или испусканием им каких-либо специфических частиц или квазичастиц. Отрицательно заряженный кварк протона, плененный этой же сингулярной поверхностью, может быть подвергнутым дополнительному пленению (как в матрешке) сингулярной поверхностью одного из двух положительно заряженных u-кварков. Поэтому, d-кварк может являться всего лишь s-кварком, дополнительно охваченным сингулярной поверхностью какого-либо другого кварка. Однако не исключено, что отрицательно заряженный d-кварк сам охватывает два u-кварка и, следовательно, выполняет роль рассмотренной здесь сингулярной поверхности и просто является устойчивым состоянием s-кварка. Аналогичная картина имеет место и во внутреннем полупространстве полого тела. Изложенные здесь физические представления хорошо дополняют известные теории элементарных частиц при неизбежном их переосмыслении.

* На сингулярной поверхности горловины промежуточного стока градиент собственного значения электрической напряженности стремится к бесконечности, а не к нулю, как это имеет место в оконечных стоках. Поэтому на ней спиральная волна не затухает, а лишь изменяет свой характер. По этой же причине заряд промежуточного стока является не отрицательным как у оконечного, а наоборот положительным.

[1]    Иваненко Д.Д., в кн.: Проблемы физики: классика и современность, М.: Мир, 1982, с.127

[2]    Мёллер К.,  в кн.: Проблемы физики: классика и современность, М.: Мир, 1982, с.99

[3]    Хокинг С., в кн.: Общая теория относительности, М.: Мир, 1983, с. 363

[4]    Даныльченко П., в сб.: Калибровочно-эволюционная интерпретация специальной и общей теорий относительности (КЭИТО), Вінниця, О. Власюк, 2004, с.35

[5]    Weyl H. Phys. Z., 1923, b. 24, s.230; Philos. Mag., 1930, v. 9, p.936

[6]    Даныльченко П. Основы калибровочно-эволюционной теории Мироздания (пространства, времени, тяготения и расширения Вселенной), Винница, 1994

[7]    Лоскутов А.Ю., Михайлов А.С. Введение в синергетику. М.: Наука, 1990

[8]    Winfree A. T., Strogatz S. H. 1983, Physica, v. 9D, p.35, 65, 333; v. 13D, p.221

[9]    Даныльченко П., в сб.: КЭИТО, Вінниця, О. Власюк, 2004, с.3

[10]  Уилер Дж., в сб.: Гравитация и относительность, М.:  Мир, 1965, с. 141

[11]  Einstein A., Podolski B., Rosen N. Philos. Rev., 1935, v. 47, p.7

Постоянный адрес данной публикации: