КРИЗИС В ФИЗИКЕ. Часть II

В легенде о Курице и Черепахе Черепаха собрала всю мудрость мира в мешок и решила переместить эту мудрость повыше к небу, на самую высокую гору. Но мешок мешал ей, она никак не могла начать движение. Поблизости оказалась Курица. Она долго смотрела на усилия Черепахи, наконец, ей это надоело. И она обратилась к ней:

- Что ты делаешь?! Закинь мешок за голову, легче будет.

Тогда Черепаха поняла: если даже у Курицы есть частица мудрости, которая не попала в мешок, значит, нельзя собрать всю мудрость мира.

Однако физики-теоретики всего мира с маниакальным упорством создают теорию всего, хотя марксисты объясняют: ВСЕ теории ограничены.  Представление о возможности создания теории всего – порочно.

Космология

Противоречия современной космологии лежат на поверхности, однако космологи предпочитают их не замечать.

1) Утверждается, что эволюция Вселенной зависит от ее плотности. Если плотность меньше критической, Вселенная будет непрерывно расширяться, наступит тепловая смерть Вселенной. Этой точки зрения придерживаются ведущие физики мира, несмотря на все возражения версии тепловой смерти Вселенной, в частности, Л. Д. Ландау, который указывал на нескомпенсированность гравитационного поля.

Если плотность больше критической – Вселенную ждет коллапс.

Однако при расширении Вселенной ее плотность меняется, если она была больше критической, то рано или поздно станет меньше критической. Таким образом, понятие критической плотности становится бессмысленным.

2) Темная энергия и темная материя были открыты после того, как сформировались основные положения современной космологии, но эти положения никак не изменились, хотя темная материя и темная энергия составляют 95% вещества во Вселенной, т.е. оценки плотности должны были бы измениться на 2 порядка.

3) Критическая плотность, которая фигурирует в уравнениях Фридмана, получена исключительно из соображений классической динамики, из равенства потенциальной энергии гравитационного притяжения и энергии отталкивания в представлении о разбегании галактик как о механическом отталкивании по закону Хаббла:

mv²/2 = GM/r = H²r²/2

далее масса делится на объем. Аналогично рассчитывается 2-я космическая. Однако для ОТО такая ситуация неприемлема.

4) Нетрудно показать, что закон Хаббла справедлив только при нулевой кривизне Вселенной. Но последние исследования реликтового излучения показали, что кривизна Вселенной отлична от нуля.

5) Утверждается, что через 4 млрд. лет Млечный путь и туманность Андромеды столкнутся друг с другом.

Однако отличие кривизны от нуля приводит тому, что данные две галактики, которые уже сталкивались 10 млрд. лет назад, не столкнутся никогда, т.к. даже после центрального соударения скорости двух тел после их расхождения друг от друга приобретают тангенциальную составляющую.

Важно, что кривизна в момент столкновения была существенно больше, чем в настоящий момент времени на Земле.

Известно, что скорость туманности Андромеды имеет, кроме лучевой, тангенциальную составляющую. Нетрудно показать, используя решения задачи двух тел в классической динамике и версию антигравитации по Глинеру, что при наличии даже исчезающе малой тангециальной составляющей две галактики никогда не столкнутся [1].

Утверждается, что туманность Андромеды не отдаляется от Млечного пути по закону Хаббла потому, что находится так близко, что силы гравитационного притяжения перевешивают силы отталкивания (по Глинеру). Тем не менее, карликовая галактика в созвездии Скульптора E351-G30 находится на расстоянии почти в 4 раза меньше, чем туманность Андромеды. Однако она не приближается к Млечному Пути, а удаляется.

6) На то, что кривизна пространства приводит к возникновению момента импульса при поступательном движении, указала И. В. Сандина (ЯПИ). Именно искривление пространства и порождает вращение звездных систем и галактик, прочие объяснения явно неудовлетворительны. Однако на этот факт, указанный в [2], не принято обращать внимания.

7) Утверждается, что в эпоху инфляции Вселенная расширялась со скоростью, многократно превышающей скорость света. Космологи объясняют это следующим образом: скорость расширения – не скорость частиц относительно друг друга, а увеличение масштаба.

Но увеличение масштаба одновременно увеличивает и масштаб измерительной линейки, таким образом, при ее использовании наблюдатель не может обнаружить расширение Вселенной. Увеличиваться должно всё: протоны, атомы, звезды.

8) Утверждается, что последние измерения показали ускоренное расширение Вселенной. Однако по закону Хаббла Вселенная ВСЕГДА расширялась ускоренно, и это ускорение равно H²r.

Это означает, в частности, что измерения реликтового излучения некорректны, они не учитывают эффект Унру. 

9) Опубликованный в 2018 году набор данных обсерватории «Planck» показал, что Вселенная является замкнутой, а не плоской, с более чем 99% уровнем достоверности, кривизна Вселенной больше нуля на 4%. Это означает, что Вселенная замкнута. Данные обсерватории с высокой значимостью показывают закрытую геометрию пространства с Ω_K = −0,04. Если бы геометрия была плоская, то, как показывает анализ, значение этой величины, выведенное из данных «Планка», лежало бы в районе ±0,02. То есть измеряемое отклонение в −0,04 маловероятно [3].

Но замкнутость Вселенной, как легко показать, немедленно следует из ее однородности, изотропии и конечности ее массы.

Их принципа относительности следует, что наблюдатель в любой точке Вселенной видит одно и то же расширение.

A___________________M__________________B

Наблюдатель из Млечного пути (M) на расстоянии радиуса Вселенной видит разбегающиеся от него галактики A и B. Наблюдатель из галактики B видит удаляющуюся от него галактику M, но в данном направлении, казалось бы, не может видеть галактику A. В противоположном направлении он также должен видеть однородную расширяющуюся Вселенною. Поскольку он не может видеть другое наполнение Вселенной, он должен видеть то же самое наполнение, то есть, галактику A на расстоянии радиуса Вселенной. То есть, x_i = x_i + 6,28…R. Это означает, что луч света движется по окружности.

То есть, Вселенная замкнута в виде тора, который также замкнут:

R³ -> R² x S¹ -> R¹ x S¹ x S¹ -> S¹ x S¹ x S¹

Либо ее пространственная геометрия может быть представлена как  . Следовательно, кривизна Вселенной положительна, не является постоянной: и убывает обратно пропорционально радиусу Вселенной R.

Одновременно положительность кривизны означает, что теория инфляции неверна.

10) Утверждается, что увеличение массы при эволюции Вселенной из планковского состояния (10^-5 г) до 10⁵⁰ г компенсируется ростом отрицательной гравитационной энергии, так считает в том числе А. Линде.

В таком случае с расширением Вселенной ее масса должна расти, должна быть непрерывная генерация частиц. Однако эта генерация не наблюдается, точнее, нет даже попыток ее наблюдать.

В принципе, кризис космологии осознается, хотя исключительно в плане 2-го и 9-го вышеперечисленных пунктов. На самом деле кризис касается всей фундаментальной физики. Точнее, всей науки.

Теория относительности

Современная космология базируется на теории относительности Эйнштейна. Но, хотя эта теория, наряду с постньютоновским приближением и другими версиями теории относительности дает верные оценки отклонения луча света в поле Солнца, отклонения перигелия Меркурия и т.д., она тоже является крайне противоречивой.

1) Гравитационная энергия в силу связи массы и энергии должна давать вклад в инертную массу. При этом сама гравитационная энергия зависит от выбора систем отсчета. Таким образом, инертная масса становится неопределенной, что противоречит эксперименту.

2) Гравитационное поле в ОТО кардинально отличается от других физических полей. Подобия гравитационного поля электромагнетизму (гравитоэлетромагнетизм, эффект вращения масс Лензе – Тирринга и пр.) можно добиться лишь при малых массах. Хотя электростатическое поле намного мощнее гравитационного, оно не отклоняет луч света (фотон нейтрален), в электростатическом поле не замедляется время. В метрике Рейснера-Нордстрема заряд и масса входят симметрично, но заряд в электрическом поле не движется по геодезической. Дело в том, что не существует принципа эквивалентности для зарядов. Чтобы для электростатического поля выполнялся принцип эквивалентности, необходимо, чтобы существовали три дополнительных измерения.

3) М. О. Катанаев показал, что отождествление физического поля с геометрией приводит к неопределенности измерений. Метрики Фридмана, де Ситтера, анти-де Ситтера с разными топологиями и разной физикой переходят друг в друга путем алгебраических преобразований, таким образом, разные калибровки приборов должны давать разные значения физических величин.

4) Поскольку гравитационное поле в ОТО объявлено не физическим, гравитацию нельзя квантовать, в правой части уравнений Эйнштейна можно заменить импульс на квантовый оператор, в левой части остаются не квантованные переменные. Дифференциалы координат в левой части не могут быть одновременно квантовыми операторами в правой части.

5) Пуанкаре, затем в 1968 году Дезер и Лоран попытались соединить теорию Ньютона и СТО, по аналогии с релятивистской электродинамикой, однако их постигла неудача.

Попытка Фролова, Логунова (бывш. ректор МГУ), Местверишвили, Лоскутова развить релятивистскую теорию гравитации (РТГ) свелась к добавке модифицированного лямбда-члена. К 10 уравнениям Эйнштейна (минус 4 тождества Бьянки) Логунов добавил 4 уравнения для гравитационного поля.

В ОТО нет фоновой метрики, у Логунова она присутствует. Наличие пространства Минковского в РТГ позволяет рассматривать гравитационное поле как обычное физическое поле в духе Фарадея-Максвелла. «Эйнштейн в ОТО, – подчеркивает Логунов, -  отождествил гравитацию с метрическим тензором риманова пространства, но этот путь и привел к утрате понятия гравитационного поля как физического поля».

В РТГ фридмановская однородная и изотропная Вселенная – бесконечная и плоская, ее трехмерная геометрия евклидова, плотность вещества Вселенной точно равна критической, суммарная плотность энергии вещества и гравитационного поля Вселенной равняется нулю

Критику геометризации гравитационного поля Логуновым следует признать справедливой, в том числе его сомнения относительно черных дыр с бесконечной плотностью.

Можно добавить, что в силу ОТО Большой взрыв невозможен, т.к. радиус планковской вселенной меньше радиуса Шварцшильда. Проблему мог бы решить эффект Казимира с нарушением энергодоминантности, но это требует построения квантовой гравитации, чего еще нет в физике.

Однако и систему уравнений Логунова невозможно проквантовать, т.к. нельзя проквантовать уравнения, фактически совпадающие с ОТО (на их совпадение указывает Л. П. Грищук (ГАИШ), т.к. он автор полевой ОТО).

Кроме того, в РТГ первична не только материя, но и фоновая метрика, т.к. не определен материальный источник фона, РТГ тоже оказывается геометризованной.

В уравнениях Эйнштейна пространственно-временная форма не исчезает с исчезновением содержания: массы и энергии в ТЭИ. В то же время в диалектической паре «форма – содержание» форма вторична, определяется содержанием, а именно: массами, зарядами, спинами и их взаимодействием. Форму задают силовые характеристики, которые в ОТО выражены в равенстве нулю дивергенции ТЭИ. Таким образом, силовые характеристики не могут формировать пространство Минковского.

Идея автора этих строк, что фоновое пространство формируется вакуумом физических полей, была успешно извращена Г. А. Сарданашвили и более не разрабатывалась.

6) Попытку проквантовать гравитацию предпринимали с помощью представления о дискретном пространстве-времени, в рамках так называемой петлевой гравитации. Идею дискретности предложили в СССР в 70-е годы, в частности, А. Н. Вяльцев (его книга «Дискретное пространство и время» была несколько раз переиздана в новом тысячелетии).  Однако петлевая гравитация оказалась несостоятельной.

7) Возможность отойти от геометризации гравитационного поля открывает версия антигравитации Глинера, которая может включить в себя квантовую теорию поля, в правую части уравнений Эйнштейна можно подставлять вакуумные средние. Однако эта версия почти не разрабатывается физиками.

Стандартная теория

Электростатическое взаимодействие обеспечивается обменом виртуальными фотонами. В принципе любые фотоны виртуальны, т.к. поглощаются. Отличие в том, что виртуальные фотоны времениподобны или продольно поляризованы.

Электромагнитное излучение не может вырваться за пределы радиуса Шварцшильда черной дыры. Т.е. не могут вырваться и виртуальные фотоны. Таким образом, заряженная черная дыра не может проявить свой заряд.

Однако не только свет, но и гравитоны не могут оторваться от черной дыры. Таким образом, черная дыра не может что-либо притягивать.

Причем для этого не нужна сингулярность. В 1783 году Джон Мичел получил выражение радиуса Шварцишильда из простых соображений: кинетическая энергия улетающей от тяготеющего тела частицы света E = mv²/2 равна энергии гравитационного притяжения U = mM/r. Т.к. v = с,  r = 2M/c².

Таким образом, не только черные дыры, но, вне рамок ОТО, вообще любые тела с плотностью равной или больше c²/8r²  (примерно), точнее, c²/4r², должны быть невидимыми в электромагнитном спектре и не могут притягивать.

Следовательно, обмен виртуальными частицами в Стандартной теории не может объяснить наличие сверхплотных тел.

Причем черная дыра может обладать лишь массой, зарядом и моментом импульса. Если испускание гравитонов и фотонов еще можно объяснить квантовым туннелированием или «испарением» из-за СР-симметрии, то момент импульса – явно классический и не может быть объяснен квантовой механикой и Стандартной теорией.

Теория струн

В теории струн (ТС) декларируется построение квантовой гравитации.

ТС вобрала в себя почти все области математики: теорию групп, теорию чисел, теорию графов, дифференциальную геометрию, топологию и т.д., а также аппарат ОТО, калибровочных преобразований, континуального интегрирования.

1) Таким образом, ТС ущербна уже в виду того, что построена на геометризованной теории Эйнштейна.

Кроме того, ТС включает в себя суперсимметрию, но сэлектроны, скварки, прочие парные частицы, фотино, хиггсино – не обнаружены.

2) Уравнения колебаний струны-частицы в ТС получаются из лагранжиана Гото – Намбу. Решениями являются 2 – 3 моды, однако колебания классической закрепленной струны описываются функциями Бесселя и имеют бесконечное число мод. Таким образом, в отличие от квантовой механики и ОТО, у ТС нет предельного перехода к классической механике.

3) ТС базируется на том положении, что представление о частицах не как точках, а как струнах, устраняет расходимости при разложении матрицы рассеяния по диаграммам Фейнмана. Однако расходимости имеют не геометрический, а физический смысл, бесконечно тонкая струна обладает нулевым объемом, следовательно, расходимости сохраняются.

При этом уже в физике элементарных частиц оказывается, что использование диаграммной техники Фейнмана ограничено. Как заметил специалист  области физики элементарных частиц из Калифорнийского университета Флип Танедо диаграммы Фейнмана – просто неправильный инструмент.

4) Кроме того, в ТС есть явное несоответствие эксперименту. Например,  если принять, что электрон - струна, и, следовательно, его размер порядка 10^-35 м, то его «электрическая» масса будет порядка 10^-10 кг, что на 20 порядков больше измеренной массы электрона.

5) Наконец, в 2012 году был обнаружен бозон Хиггса, что указывает на соответствие механизма Хиггса реальности. Масса частиц возникает вследствие взаимодействия с полем Хиггса. В ТС масса частиц возникает вследствие их собственных колебаний.

В целом ТС – аналог геометрических построений Птолемея и других философов, пытавшихся определить динамику планет, исходя из геоцентрической системы мира, соответственно, из антропоцентризма.

В теории не ничего, кроме ее практического применения, утверждал Маркс. Актуальность построения квантовой гравитации можно понять, оценив первый гравитационный боровский радиус – он лишь на порядок меньше размера видимой Вселенной.

Квантовая механика

1) С момента возникновения ОТО широко известен парадокс лифта: заряженная частица должна падать по-иному, чем нейтральная. Заряженная частица, покоящаяся в гравитационном поле на поверхности Земли согласно принципу эквивалентности  должна быть неотличима от частицы в плоском пространстве-времени , ускоряемой силой. Из уравнений Максвелла ускоренный заряд должен излучать электромагнитные волны, но такое излучение не наблюдается для неподвижных частиц в гравитационных полях.

Данный парадокс пытались решить десятилетиями, наконец, в 1960 году Фриц Рорлих объявил, что уравнения Максвелла выполняются только в инерциальных системах отсчета, поверхность земли инерциальной системой отсчета не является.

Однако можно рассмотреть ускоренные заряды и без гравитационного поля, например, в разбегающихся галактиках. Излучение ускоренного электрона максимально вдоль движения, его мощность в зависимости от заряда и ускорения приближенно

dE/dt = 6,7 x 10^-16 e²a²

Но то же относится и к протону. Следовательно, ускоренный атом должен излучать. Излучение электрона не компенсируется излучением протона, т.к. фотоны нейтральны.

Оценим порядок числа электронов и протонов в звезде. Выберем Бетельгейзе, 1,531⋅10³¹ кг; число молей – примерно 10³³. Ускорение a = H²r, r = 10¹⁹ м, т.е. на 17 порядков меньше радиуса Вселенной. Число Авогадро 10²³. Н = 10^-18 . Масса моля гелия – 4 г = 4 х 10^-3 кг, масса Солнца – 2 х 10³⁰ кг. Тогда звезда, находящаяся от Земли на расстоянии Просимы Центавра, должна излучать в сторону Земли 10^-62 х 10^-17 х 10⁴⁶ х 10⁶⁶ х 10¹² = 10⁴⁵ Вт.

Светимость Солнца - 3,86 х 10²⁶ Вт, светимость Бетельгейзе 40 000 – 100 000, т.е. порядка 10³¹ Вт, на 15 порядков меньше.

Поток энергии с единицы площади поверхности красных сверхгигантов в 2-10 раз меньше, чем у Солнца. Но на таком большой расстоянии звезды можно считать точками.

Если излучение электрона при хаббловском ускорении на много порядков меньше энергии первого квантового перехода и запрещено постулатами Бора, то на излучение протона нет ограничений. Следовательно, не уравнения Максвелла, но квантовая механика, квантовая теория поля  в данном пункте дают сбой – нет постулатов, запрещающих протону излучать.

2) Парадокс Эйнштейна – Подольского - Розена, квантовая запутанность – широкое поле для исследований, оспаривается лишь возможность передачи информации со скоростью больше скорости света. Превышение скорости света отождествляется с нарушением причинности. Однако в римановой метрике, как указывал Зельдович, частицы могут выходить за световой конус пространства Минковского. В принципе нарушение причинности не может быть каким-либо препятствием в теоретической физике, как подчеркивал Ленин в «Философских тетрадях», «каузальность, понимаемая нами обычно, есть лишь часть всемирной связи».

Вполне возможно, что прояснить ситуацию с квантовым запутыванием могло бы прояснение вопроса о редукции (коллапсе) волновой функции. Это серьезный вопрос, однако вместо того, чтобы сосредоточиться на нем, физическое сообщество сконцентрировало усилия на квантовом мистицизме, который ранее исповедовали Шредингер, Вигнер, Паули.

В среде квантовый мистиков полагают, что сознание человека влияет на физические процессы. соответственно, на результаты экспериментов. В мысленном эксперименте виртуальные наблюдатели получают разные результаты квантовых измерений, из чего делается вывод, что локальных теориях объективной реальности не существует.
Соответственно, наука, как изучающая объективные, не зависящие от сознания материальные процессы в природе, объявляется несостоятельной.

То есть, в физике идет возврат к старому примитивному позитивизму, к субъективному идеализму, отвергающему реальность и объявляющему мир «комплексом ощущений».

Предположение о возможности наблюдения влияния сознания на эксперимент наталкивается на простейшее указание, что в таком случае сознание всех людей на планете влияет на эксперимент. Поэтому ни в одном опыте невозможно прогнозировать какой-либо результат. Однако квантовые мистики не желают осмысливать этот простой момент.

С другой стороны, и физиков-мистиков, которые проводят мысленный эксперимент, тоже следует отнести к комплексу ощущений, который к следующему опыту может существенно измениться в зависимости от настроений того, кто ощущает физиков-мистиков.

Исследования в духе квантового мистицизма считаются псевдонаукой, их относят к сфере удушения науки религией [4-6].

Здесь нет и тени аналогии с генетикой, которую считали лженаукой. В 30-е годы в СССР дворянской науке, науке буржуазной противопоставляли науку из народа в лице Лысенко. Данная кампания хорошо вписывалась в общую кампанию создания образа внутреннего врага для достижения социального партнерства между высшими классами управленцев и классами трудящихся, между советской буржуазией и рабочими. Ничего подобного в отношении лженаук (а их ныне тьма тьмущая) в современном мире нет. Наоборот, правящий класс буржуазии предоставляет лженаукам зеленую улицу – для расширения возможностей манипулирования массовым сознанием.

Наука как общественное явление

В виду кризиса в физике такие ученые, как Ли Смолин, отмечая факт кризиса, предлагают ввести в аксиомы физики философские принципы [7]. Из всех философских концепций Ли Смолин выбирает антропоцентризм, который изжил себя после того, как устоялась система Аристарха Самосского – Коперника. Продолжением антропоцентризма стал т.н. антропный принцип, утверждающий, что из всех возможных вселенных была отобрана та, в которой мог бы существовать человек.

Политизированность данного принципа очевидна: не физическая форма движения материи порождает химическую, не органическая материя закономерно порождает человека, утверждает антропный принцип, а творец выбирает подходящую для человека физику. Причина перепутана со следствием.

Подробно об антинаучности антропного принципа см. [8], критика книги Ли Смолина – в [9].

Однако кризисы не преодолеваются кабинетными усилиями ученых.

1) Очевидно, что сообществ физиков – не замкнутая система, физики, как и философы или журналисты, не могут быть изолированы от общества, которое полностью пронизано буржуазными отношениями чистогана. Соответственно, если всё общество пронизано буржуазной идеологией, сосредоточенной на вытеснении, затаптывании марксизма, тем же заняты и физики.

Физики ангажированы правящими классами не в меньшей степени, чем журналисты, и в столь же отвратительной форме.

2) Периоды прогресса науки определяются периодами исторического прогресса.

Взлет науки в XVI-XVII вв. произошел вследствие того, что на смену феодализму шел капитализм, которому требовалась не религия, а наука, и науке пришлось выдержать длительную борьбу с церковью.

Следующий взлет науки произошел в начале XX века, когда произошли революции, в которых главную роль играл рабочий класс.

Причем взлет состоялся не только в науке, но и в искусстве, и в философии, когда идеалистические концепции были буквально смяты под натиском Октябрьской революции.

В 80-е годы рост производительных сил в СССР потребовал отмены той формы государственно-капиталистических экономических отношений, которые господствовали в СССР. Однако, как указывал Гегель, если система не в силах удержать противоборствующие стороны противоречия в единстве, она просто распадается, новое на более высоком уровне не возникает.

Исчезновение образа внешнего врага в лице СССР привело к разрушению производительных сил во всем мире, упадок производительных сил вызвал деградацию науки.

Литература

1. Ихлов Б. Л. Космология без вращения. Chronos. XXX Международная научно-практическая конференция «Естественные и технические науки в современном мире». М.: 2018. С. 41-49.
2. Ikhlov B. L. Solar System Features. Process Management and Scientific Development. Int. conf. UK, Birmingham. March 5, 2020. P. 114-123. DOI 10.34660/INF.2020.6.56909 http://www.doi.org/

URL:  http://naukarus.ru/public_html/wp-content/uploads/2020/ PMSD%20March%205%20-%20Part%202.pdf=114

3. Eleonora Di Valentino, Alessandro Melchiorri & Joseph Silk. Planck evidence for a closed Universe and a possible crisis for cosmology// Nature Astronomy. 2020. V 4. P. 196–203
4. Pagels, H. R. (1982). The Cosmic Code: Quantum Physics As the Language of Nature. New York, NY: Simon & Schuster.
5. Nanda, M. (2003). Prophets Facing Backward: Postmodern Critiques of Science and Hindu Nationalism in India. New Jersey: Rutgers University Press.
6. Scott, A. C. (2007). The Nonlinear Universe: Chaos, Emergence, Life (The Frontiers Collection). New York: Springer.
7. Ли Смолин. Неприятности с физикой. 2007.
8. Ихлов Б. Л. Антропный принцип. Пермь, 2021 http://www.litsovet.ru/index.php/material.read?material_id=600181
9. Ихлов Б. Л. Кризис в физике. Пермь, 2021 http://www.litsovet.ru/index.php/material.read?material_id=604458