В предыдущем посте я показал динамику разгона «материальных точек» при их «центральном» взаимодействии с точки зрения «бинарной физики». Не менее интересная тема получается при рассмотрении «энергетики».
Особенность взаимодействий можно истолковать в моей системе следующим образом. Результат взаимодействия «точечных объектов» может либо увеличивать модульную сумму кинетических векторов, либо уменьшать ее (хотя векторная сумма остается неизменной). Поскольку модуль кинетического вектора имеет размерность энергии, то создается впечатление, что она возрастает или убывает. Откуда она берется и куда девается? Согласно «бинарной физике» полная «энергия» не возрастает и не уменьшается (и в каждой отдельной частице, и в системе). Можно себе представить, что существует некоторое промежуточное «хранилище» этой дополнительной энергии. В моей системе таким «хранилищем» может быть символический «регистр» «энергии покоя» (Еп). В обычной физической теории таким «хранилищем» является «поле» (гравитационное, электромагнитное). Энергию ведь нужно оперативно передавать и принимать. Оно работает как пружина – при замедлении движения оно накапливает энергию, при ускорении – отдает. В моей системе такой «пружиной» мог бы служить «регистр энергии покоя». Но он не сторонний для каждого объекта. Что-то заимствовать и что-то отдавать можно только внутри самого объекта. Ведь параметры взаимодействия имеют сугубо информационную природу и не несут реальной «энергии».
Тут я должен отвлечься и предложить внимательно присмотреться к физическому понятию «механическая энергия». Согласно законам классической механики на точку, имеющую определенную массу, может действовать много сил со всех сторон. Если они скомпенсированы, то точка либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно. Силы, вроде как, есть, но работы они никакой не производят (в сумме). Можно рассматривать результирующую силу для конкретной точки. Она либо есть, либо ее нет. Если ее нет, то не имеет значение – движется точечное тело или покоится. Работа силы равна нулю. Если же сила не равна нулю, то тело обязано перемещаться. Перемещение тела под действием приложенной силы принято называть «работой силы». Можно рассматривать отдельную из составляющих силы и увидеть, что она не приводит к изменению скорости. Это значит, что существует другая «сила», которая как бы компенсирует это изменение. Одна «сила» произвела элементарную «работу», а вторая (противонаправленная) ее компенсировала.
Можно рассматривать ту предельную работу, которую может совершить данная сила над данной материальной точкой при определенных условиях. Эту работу назвали энергией. Было одно значение энергии, сила совершила работу и стало другое ее значение. К примеру: тело определенной массы двигалось с определенной скоростью. Если приложить к нему силу, направленную строго против движения, то тело начнет притормаживать свое движение. Когда оно полностью остановится – сила совершит максимальную работу. Эту работу назвали "кинетической энергией". Если сила не до конца остановила тело, то можно сказать, что работа силы равна разности «кинетических энергий» с начала ее действия до того момента, когда сила прекратила действие (или того момента, когда мы делаем очередное измерение).
Можно рассматривать силы разной природы. Тогда окажется, что когда одна из них совершает работу и ее количество увеличивается, то потенциальное количество работы другой силы изменяется в обратную сторону (уменьшается). К примеру: два тела взаимодействуют гравитационно. В первый момент они находятся друг от друга на определенном расстоянии и как бы имеют запас «потенциальной энергии» – та работа, которую может совершить сила гравитации при их сближении на предельно малое расстояние. Впрочем, последнее оказалось неудобным и ее заменили на «виртуальную» работу по перемещению точки из данного положения в бесконечность (заменяя притяжение на отталкивание), только со знаком минус. Когда тела сближаются и разгоняются – "потенциальная" энергия уменьшается, а "кинетическая" растет. А сумма как бы остается неизменной. Впоследствии решили, что подобный закон сохранения является всеобщим. То есть, всегда можно подобрать силы разной природы так, что бы сумма потенциальной работы, которую они могут совершить над данным телом, осталась неизменной. Подобная концепция оказалась очень продуктивной моделью. Во многих случаях она помогает в решении сложнейших задач механики, которые при иных методах решить было бы очень сложно.
Как работает данная модель в приложении к нашей «бинарной» концепции? «Кинетический» вектор хоть и имеет размерность энергии, но по сути это импульс. Ведь он линейно связан со скоростью. При взаимодействии частицы обмениваются порциями «кинетических» векторов, которые (согласно второму закону Ньютона) равны импульсам силы. Можно посчитать ту работу, которую должны затратить эти порции, что бы обнулить «кинетический» вектор данной частицы. Она будет равна квадрату модуля «кинетического» вектора данной частицы, деленного на двойное значение ее «полной энергии».
PK = (Ek)^2/ 2E
Если условно расписать «кинетический» вектор и «полную энергию» на составляющие (масса, скорость), то получим обыкновенное выражение для кинетической энергии. То есть, ни каких чудес и новшеств мы тут не увидим. Однако, согласно «бинарной» модели так называемые «энергетические» параметры, которые использует обычна физическая теория – всего лишь математический прием, облегчающий решение задач. В самих частицах таких параметров (тем более – разного типа) может и не существовать в природе.
Когда мы рассматриваем движение отдельной материальной точки, то говорить о «кинетической энергии» строго говоря – некорректно. Но можно подобрать к данной точке такую, у которой «кинетический вектор» (Еk) равен нулю. Тогда, согласно основным уравнениям бинарного движения (ф. 4 – 6) можно выделить некую «абсолютную» скорость для данной точки. Данная материальная точка движется вначале со скоростью V1, затем благодаря какому-то взаимодействию – изменяет ее до V2 (больше по величине, чем V1). Для нас в данном случае абсолютно не имеет значение особенности самого взаимодействия. Будем только считать, что за элементарный промежуток времени это изменение будет мало. Выглядит факт такого изменения таким образом:
V1 = с∙Ек1/Е; V2 = с∙Ек2/Е;
где: с – максимальная скорость (скорость света в вакууме),
Еk1, Еk2 – кинетические векторы до и после взаимодействия,
Е – полная энергия материальной точки (неизменна);
Факт неизменности Е хочу особо подчеркнуть. Информация о факторе взаимодействия любых пар точек движется по «линейке бинарного взаимодействия» со скоростью «с» и когда наступает черед его «действия» на данную точку – негде взять энергию, кроме как в самой этой точке. Это зафиксировано в постулате о чисто информационном характере любого бинарного взаимодействия.
Строго говоря эта «энергия» ниоткуда не берется. Просто производится какой-то пересчет движения и меняется значение «кинетического вектора» и (как следствие) – скорости. Главное, что бы ни при каких условиях «кинетический вектор» не превысил (по модулю) полную энергию. Но наличие коэффициента «γ» (вспомните предыдущую публикацию) как раз и не позволит такому случиться даже при самом сильном взаимодействии.
Можно чисто искусственно ввести новые внутренние параметры материальной точки. К примеру – параметр «массы» - m. И чисто искусственно (волюнтаристским, так сказать, путем) ввести следующие соотношения, где данный фактор якобы участвует:
Еk1 = m∙V1∙с; Еk2 = (m-dm)∙V2∙с; Е = √ ((Еk1)^2+m^2∙c^4); Е = √ ((Еk2)^2+(m-dm)^2∙с^4);
где dm – небольшое изменение массы
Подразумевается, что данная материальная точка ускорилась и масса при этом чуть уменьшилась. То есть – вводится такая рабочая модель: внутри, так сказать, точки есть некое хранилище фактора, который можно назвать «энергией покоя». Последняя чисто линейно зависит от массы точки. Раз точка ускорилась – следовательно энергия для этого позаимствована у собственной массы.
На основании вышеприведенных допущений можно вывести такое уравнение:
V2^2∙(m^2+dm^2) – 2m∙dm∙(V2^2+c^2) + dm^2∙c^2 - m^2∙V1^2 = 0;
При нерелятивистских скоростях (когда V ‹‹ с) и небольшой «порции» изменения скорости (dm) с достаточной точностью можно упростить данное выражение:
V2^2∙m^2 - 2m∙dm∙c^2 - m^2∙V1^2 = 0; откуда V2^2∙m – 2dm∙c^2 - m∙V1^2 = 0;
Или по другому:
dm∙c^2 = m∙V2^2/2 - m∙V1^2/2;
То есть, складывается впечатление наличия у материальной точки т. н. «кинетической энергии», определяемой по классической для Ньютоновской механики формуле. Но изменение этой энергии для точки осуществляется либо заимствованием собственной массы (при ускорении движения), либо переводом уменьшающейся кинетической энергии в массу (при торможении).
При таком «раскладе» у частиц, не имеющих «массы покоя» вы никак не сможете изменить вектор скорости. Разве что при непосредственном взаимодействии или при «переизлучении» (когда частица «умирает» и «заново рождается»). Я понимаю, что это противоречит современной физической доктрине. Но я уже останавливался на этом ранее, когда речь шла об уменьшении эффективности взаимодействия для движущихся тел. В данном случае я просто методично закрепляю ранее приведенное допущение.
Еще более интересные результаты (из области соотношения «энергий», принятых классической механикой, с тем, что можно вывести из представлений «бинарной физики»), получаются, если мы проанализируем процесс разгона двух материальных точек из «бесконечности» на встречу друг другу (по «центральной» оси с «нулевой» начальной скоростью). Ранее уже анализировалось «силовое» взаимодействие двух точек с обратноквадратичной зависимостью от расстояния. Напомню, что если одна «материальная точка» имеет «полную энергию» мизерную по сравнению с другой, то обратная величина расстояния (в момент измерения) связана с ее «кинетическим вектором» и «полной энергией» следующим соотношением:
(E/ k∙˄)∙(Ek/E + Ln(1 – Ek/E)) ≈ 1/r
В данном случае «k∙˄» – это выражение «силы» взаимодействия, зависимое только от параметров взаимодействующих точек и независимое от расстояния.
Для случая нерелятивистских скоростей ( Ek ˂˂ E )
Ek/E + Ln(1 – Ek/E) ≈ – (Ek)^2/2E^2
В этом случае мы можем записать уравнение так:
(Ek)^2/2E ≈ – k∙˄/ r
Если в левой части можно увидеть «кинетическую энергию» (как я уже показал выше), то в правой – то, что классическая механика называет «потенциальной энергией». Так что, как видим, классическое соотношение между этими «энергиями» вполне соблюдено. Но как соблюдено? Во-первых: речь идет о «легкой» частице в ее взаимодействии с очень массивным объектом. Во-вторых: зависимость лишь приблизительная. Для малых скоростей она вполне строгая и погрешностями можно пренебречь. Но, ясное дело, уже нельзя данные виды «энергии» хоть как-то абсолютизировать.
А теперь еще проанализируем аналогичное взаимодействие между «материальными точками», имеющими одинаковые значения «полных энергий» (как бы одинаковых по «массе»). Соотношение между «кинетическим вектором», «полной энергией» и обратной величиной измеряемого расстояния в момент измерения следующее:
(E/ k∙˄)∙(Ek/(E – Ek) – tan-1(Ek/E)) ≈ – 1/r
Для случая нерелятивистских скоростей ( Ek ˂˂ E )
(E/ k∙˄)∙(Ek/(E – Ek) – Ek/E) ≈ – 1/r
Нетрудно видеть, что при этом
(Ek)^2/ 2E ≈ – k∙˄/2r
По сравнению с предыдущим аналогичным выражением значение «кинетической энергии» будет ровно в два раза меньше при том же расстоянии. Это должно быть понятным. Как я уже указывал выше, взаимодействие между «материальными точками» идет по «тактам» через равные промежутки времени (0,33∙10^-43 сек). При встречном движении из почти «бесконечности» количество «тактов» при встречном движении будет в два раза меньше для «точек», движущихся с равной скоростью навстречу друг другу (при «нерелятивистской» скорости сложение скоростей вполне «классическое»). Так что все получается весьма логично и непротиворечиво.
Однако, вернемся к основной теме. По большому счету, в моей системе нет никакой надобности в мифических промежуточных «накопителях». Условно можно считать, что каждый точечный объект как бы содержит в себе «регистры памяти», в которых хранит текущие значения составляющих «кинетического вектора». Так называемая «полная энергия» – просто неизменный параметр. Он имеет размерность энергии и равен тому пределу, к которому может стремиться модуль «кинетического вектора» при постоянном увеличении, никогда его не достигая.
В силу сказанного выше и постулатов, касающихся всех бинарных взаимодействий, нет надобности требовать от системы взаимодействующих объектов что-то делать для сохранения суммарной «энергии». Энергия точечного объекта – неизменная характеристическая величина. Она вообще никак не меняется при взаимодействиях. И кинетический вектор не может превысить по модулю значение полной энергии, ибо сам алгоритм любого взаимодействия устроен таким образом, что ограничивает этот вектор при возрастании скорости (как основного результата любого бинарного взаимодействия).
В целом моя позиция должна быть понятной. Однако, хочу обратить внимание на одно обстоятельство. И в современной физической доктрине, и ранее, всегда неизменно считалось, что между материальными объектами (включая и так называемое «поле») постоянно происходит некий «энергетический обмен». Результатом этого обмена, что бы он из себя ни представлял, является уменьшение какого-то вида энергии в одном объекте и увеличение ее во втором (с которым первый взаимодействует). Или взаимосвязанные преобразования энергии в объектах и полях – «кинетической» в «потенциальную» и наоборот. Когда рассматривают статистический процесс в большой системе частиц, то и тут пользуются концепцией «энергетического обмена». К примеру: горячее тело передало часть своей "энергии" более холодному телу. Само при этом охладилось. Концепция универсальна, лаконична и, вроде бы, всегда и во всех взаимодействиях соблюдается. Сейчас уже никто даже усомниться в этом права не имеет.
Согласно же «бинарной» доктрине не происходит ни какой передачи энергии. Прошу это уяснить. Каждый бинарный объект сколько имел запаса энергии, столько ее и имеет всегда. Это характеристическая величина бинарного точечного объекта. Перераспределяются только «кинетические» вектора. Собственно, вся суть любого бинарного взаимодействия – перераспределение кинетических векторов во взаимодействующей паре. Сохраняется лишь векторная сумма, а модули могут меняться. Изменение же модуля кинетического вектора при традиционной интерпретации последнего как «количества движения» объекта, обладающего еще и массой, вполне может характеризоваться как изменение его кинетической энергии (или, как частность, температуры).
А теперь я раскрою еще одну истину в рамках «бинарной» концепции, которая совершенно не соответствует современным физическим представлениям. Что представляет из себя традиционный закон «сохранения энергии» по отношению к конкретной бинарной паре? Типичные взаимодействия, к которым можно отнести гравитационное и «электрическое нединамическое», несут в себе определенный «потенциал». Это та максимальная работа, которую может выполнить данный вид взаимодействия по отношению к этим частицам. Ведь они взаимодействуют постоянно. Это непрерывный потактный процесс. Если взять наименьшее расстояние, к примеру, 10-35 м и считать, что за «тактовый» промежуток времени (0,33∙10^-43 сек.) происходит конкретный акт взаимодействия, то в результате каждого такого акта одна «энергия» увеличивается, а другая – уменьшается. В сумме она не меняется. То есть, можно сказать, что каждый элементарный акт взаимодействия производит в частицах перераспределение «энергии» (потенциальной в кинетическую и обратно). Как я показал выше, данное «преобразование» строгой эквивалентностью не обладает и соблюдается лишь в «нерелятивистской» области.
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
