Властивості фізичного вакууму - студопедія

Для нас зараз фізичний вакуум - це те, що залишається в просторі, коли з нього видаляють все повітря і все до останньої елементарні частинки. В результаті виходить не пустота, а своєрідна матерія - Прародитель всього у Всесвіті, що породжує елементарні частинки, з яких потім формуються атоми і молекули.

А. Е. Акімов (11, с.24)

Так як в поняття вакууму вкладається всепроникна среда, що знаходиться між частинками, то вакуум займає все межчастичного простір; отже, це середовище можна визначити як бесчастічную форму матерії, щільність якої змінюється відповідно до чинних на вакуум силам. Щільність вакууму має дуже мале значення в порівнянні зі звичними для нас значеннями щільності речовини: наприклад, щільність вакууму, що знаходиться між молекулами газу при тиску в одну атмосферу становить 10 -15 г / см 3. а щільність дистильованої води при тих же умовах - 1 г / см 3 (20, с. 60).

Гравітація, притаманна будь-яким масам, властива і масі вакууму. На підставі цього постулату сила взаємодії тіла з будь-якою частиною вакууму буде визначатися законом всесвітнього тяжіння. Тобто тіла притягують до себе вакуум подібно до того, як Земля притягує знаходяться на ній тіла. Тому при русі будь-якого тіла разом з ним буде рухатися (захоплюватися) і навколишній вакуум. Зрозуміло, це захоплення буде тільки в тому випадку, якщо на цей вакуум не діє велика сила (від гравітаційного впливу інших тіл), що утримує вакуум від цього захоплення. Однак вакуум не просто захоплюється за рухомим тілом, а "виконує роль справжнього управителя всякого руху. В образній уяві, вакуум, немов бульдог, вцепляется в будь-який макрооб'єкт з тим великим зусиллям, чим масивніше його жертва. Вцепившись, він уже ніколи не відпускає її, супроводжуючи у всіх мандрах по космічному простору. Фізично це означає, що вакуум і контрольований ним об'єкт є замкнуту систему "(21, с, 27).

У сучасній інтерпретації фізичний вакуум буде складно квантовим динамічним об'єктом, який проявляє себе через флуктуації. Фізичний вакуум розглядають як матеріальне середовище, изотропно (рівномірно) заповнює весь простір (і вільний простір і речовина), що має квантову структуру, неспостережуваних в невозмущенном стані (33. с. 4).

Для кращого розуміння фізичного вакууму було визнано за доцільне розглядати його як електронно-позитронну модель Дірака в її дещо зміненій інтерпретації.

Уявімо фізичний вакуум як матеріальне середовище, що складається з елементів, утворених парами частинок і античастинок (по Дірака - електронно-позитронна пара).

Якщо частку і античастицу вкласти один в одного, то така система буде істинно електронейтральної. А так як обидві частинки мають спіном, то система "частинка-античастинка" повинна представляти пару вкладених один в одного частинок з протилежно спрямованими спинами. Внаслідок істинної електронейтральності і протилежності спинив така система не буде мати і магнітним моментом (33, с. 5). систему з частинок і античастинок в зазначеному вище вигляді, що володіє вказаними властивостями, називають фітонов. Щільна упаковка фітонов і утворює середовище, звану фізичним вакуумом. Однак слід пам'ятати, що ця модель дуже спрощена, і було б наївно вбачати в побудованій моделі справжню структуру фізичного вакууму (рис. 1, а, б).

Розглянемо найбільш важливі в практичному відношенні випадки обурення фізичного вакууму різними зовнішніми джерелами (86. с, 940).

1. Нехай джерелом обурення є заряд q (рис. 1, в). Дія заряду буде виражено в зарядним поляризації фізичного вакууму, і це його стан проявляється як електромагнітне поле (Е-поле). Саме на це вказував раніше в своїх роботах академік АН СРСР Я. Б. Зельдович.

2. Нехай джерелом обурення є маса m (рис, 1, г). Обурення фізичного вакууму масою т буде виражатися в симетричних коливаннях елементів фітонов уздовж осі на центр об'єкта обурення, як це умовно зображено на малюнку. Такий стан фізичного вакууму характеризується як спінова поздовжня поляризація і інтерпретується як гравітаційне поле (G-поле). Така ідея була висловлена ​​ще А. Д. Сахаровим (87, с. 70). На його думку, гравітація взагалі не є окремою дійовою силою, а виникає в результаті змін квантово-флуктуаційної енергії вакууму, коли є яка-небудь матерія, подібно до того, як це відбувалося з утворенням сил в досвіді Г. Казимира. А. Д. Сахаров вважав, що присутність матерії в море частинок з абсолютно нульовою енергією викликає поява незбалансованих сил, рушійних матерію, званих гравітацією (86, с.940).

3. Нехай джерелом обурення є класичний спин (рис. 1, д). Спини фітонов, які збігаються з орієнтацією спина джерела, зберігають свою орієнтацію. Спини фітонов, які протилежні спину джерела, під дією цього джерела відчувають інверсію. В результаті фізичний вакуум перейде в стан поперечної спінової поляризації. Цей стан інтерпретується як спіновий поле (S-поле), тобто поле, породжене класичним спіном. Таке поле називають ще торсійним полем (31, с. 31).

Відповідно до викладеного можна вважати, що єдине середовище - фізичний вакуум може перебувати в різних поляризаційних станах, EQS-станах. Причому фізичний вакуум в фазовому стані, відповідному електромагнітного поля, зазвичай розглядається як сверхтекучая рідина. У фазовому стані спінової поляризації фізичний вакуум поводиться як тверде тіло.

Зазначені міркування примиряють дві взаємовиключні точки зору - точку зору кінця XIX століття і початку XX століття, коли ефір розглядали як тверде тіло, і уявлення сучасної фізики про фізичному вакуумі як про надплинності. Чи правильні обидві точки зору, але кожна для свого фазового стану (33, с. 13).

МАЛ. 1 Діаграма поляризаційних станів фізичного вакууму

Всі три поля: гравітаційне, електромагнітне і спіновий - є універсальними. Ці поля проявляються себе і на мікро-, і на макрорівнях. Тут доречно згадати слова академіка АН СРСР Я. І. Померанчука; Вся фізика - це фізика вакууму ", або академіка ЕАН Г. І. Наана:" Вакуум є все, і все є вакуум "(63, с.14).

В результаті знайомства з теорією фізичного вакууму стає ясно, що сучасна природа не потребує "об'єднання". У природі є тільки фізичний вакуум і його поляризаційні стану, а "об'єднання" лише відображають ступінь нашого розуміння взаємозв'язку полів (31, с. 32).

Слід зазначити ще один надзвичайно важливий факт, що стосується фізичного вакууму як джерела енергії.

Традиційна точка зору зводилася до твердження, що, так як фізичний вакуум є системою з мінімальною енергією, то ніяку енергію з такої системи витягти не можна. При цьому, однак, не враховувалося, що фізичний вакуум - це динамічна система, що володіє інтенсивними флуктуаціями, які і можуть бути джерелом енергії. Можливість ефективної взаємодії спінірующіх (обертових) об'єктів з фізичним вакуумом дозволяє з нових позицій розглянути можливість створення торсіонних джерел енергії.

Згідно Дж, Уїллер, Планка щільність енергії фізичного вакууму складає 10 95 г / см 3. в той час як щільність енергії ядерного речовини дорівнює 10 14 г / см 3. Відомі й інші оцінки енергії вакуумних флуктуації, але всі вони істотно більше оцінки Дж. Уиллера (31, с. 34). Отже, можна зробити наступні багатообіцяючі висновки:

• енергія вакуумних флуктуації дуже велика в порівнянні з будь-яким іншим видом енергії;

• через торсіонні обурення можливо вивільнити енергію вакуумних флуктуації.

українські вчені вважають, що у фізичному вакуумі "сховані" прихована матерія і прихована енергія, рівні мало не половині тих, що реалізовані у вигляді Всесвіту (113, с. 7).