При движении тела наблюдают изменение его энергии [1-3]. С учётом модели Вселенной (EnergySpace) [4-7], в процессе движения идет преобразование одного вида энергии в другой. Для этих условий рассмотрен случай движения фотона в двумерном пространстве, как объекта не обладающего массой, где идет преобразование магнитной энергии в гравитационную и обратно [8].
Предлагается рассмотреть преобразование энергии при движении объекта трёхмерного пространства, обладающего массой.
2. Пространство в понимании А.Эйнштейна
Работа [9], наряду с изложением существа относительности, содержит описание эволюции понятия пространства.
Первоначальное понимание – пространство, как ограниченное, входящее в другое пространство. Когда в ограниченном пространстве ничего нет, то оно становится пустым. При этом толщина границы пространства может отсутствовать [9], с. 745.
Инерциальные системы можно рассматривать как ограниченные пространства. При наличии движения ограниченных пространств, каждое из них за счёт своей инерциальной системы отсчёта, становится одним из множества других особых, взаимодействующих между собой пространств.
Подход Декарта к пониманию пространства – нет пространства без тел, подтверждён А.Эйнштейном. Вложенный в пространство ящик, как материальное тело. Декарт считал, что без материальных тел, пространство существовать не может [9], с. 745.
Отсутствие материальных тел – отсутствие материи. Пространство - материальный, реальный объект - ограниченное пространство в неограниченном пространстве. При этом - «Бесконечное число пространств, которые движутся относительно друг друга» [9], с. 746.
Время, в таких пространства, рассматривается как последовательность событий, что повлекло за собой локализацию пространства, времени и событий - понятия «пространственного типа» {9], с. 748.
Использование понятий пространственного типа – «материализм», охватывающий не только объекты, но и остальное [9], с. 749.
Дальнейшим развитием понятия пространства определилось построениями евклидовой геометрии с учётом отсутствия «ограничивающих» поверхностей твёрдых тел [9], с. 749.
Поле.
В механике Ньютона пространство и время определяют местоположение объекта, а его движение формирует события. При этом пространство и время служили «инерциальной системой». В этом случае существовала возможность разделения пространства на объекты, в виде движущихся материальных точек (материи), и собственно пространство без них [9], с. 750.
Объем, занимаемый множеством связанных между собой объектов (материальных точек) позволил рассматривать весь объект в виде единого целого (твёрдого тела). При этом каждая точка объекта с её окрестностями (область) описывается пространственными координатами и временем, а также иными параметрами – «состояние вещества», как поле. Поле «... могло бы существовать в пустом пространстве, в отсутствии весомой материи» [9], с. 751.
Указанное позволило использовать понятие поля не только к механическим системам, но и для описания электромагнитных процессов, что повлекло за собой непрерывность представления поля, как объекта. Движение поля при анализе инерциальных систем показала его независимость от инерциальной системы (Движение фотона определяется только плотностью среды окружающего пространства в момент излучения [10]) – «воплощение абсолютно покоящегося пространства» [9], с. 752.
Понятие пространства в общей теории относительности.
Для исключения этого послужило утверждение А.~Эйнштейна о постоянстве скорости света в пустом пространстве с использование преобразований Лоренца, для описания движения объектов в трёхмерном пространстве с наличием координаты времени, как «четырёхмерном континууме».
При этом сохранилось понятие пустого пространства, как отсутствия чего-либо. Определили четырёхмерный континуум, который не распадается на одномерное временное и на трёхмерное пространственное сечения. Четырёхмерный континуум не распадается на сечения и по времени [9], с. 753.
«Поле становится несводимым элементом физического описания, ... что и понятие материи в теории Ньютона».
«Это жёсткое четырёхмерное пространство специальной теории относительности есть до некоторой степени аналог неподвижного трёхмерного эфира Г.А.Лоренца. Для этой теории справедливо также следующее утверждение: описание физических состояний постулирует пространство как заданное с самого начала и существующее независимо. Таким образом, даже эта теория не рассеяла беспокойства Декарта, связанного с независимым или, быть может, априорно существующим «пустым пространством»» [9], с. 754.
Описание трёхмерного пространства сведено к неделимости пространства-времени, за счёт перехода в пространство Минковского с наличием временной координаты. «Что касается метрических свойств такого пространства, то оно характеризуется тем, что есть квадрат измеренного единичным масштабом пространственного расстояния между двумя бесконечно близкими точками трёхмерного сечения «пространственного типа» (теорема Пифагора), тогда как есть измеренный совместно с (x1, x2, x3) соответствующим временным масштабом интервал времени между двумя событиями. Как нетрудно показать с помощью преобразований Лоренца, все это просто означает, что объективный метрический смысл придаётся величине
(1)
Математически это означает, что величина инвариантна по отношению
к преобразованиям Лоренца. [9], с. 756.
Наложение условий гравитационного поля « … то величина ds, имеющая объективный смысл, выражается в новой системе координат соотношением
(2)
где должно быть выполнено суммирование по индексам i и k для всех комбинаций 11, 12, . ., 44.» [9], с. 756.
«... функции должны удовлетворять определённым общековариантным соотношениям, ...» [9], с. 757.
«Таким образом, чисто гравитационное поле может быть описано с помощью (как функций координат), путём решения уравнений гравитации. Если мы представим себе, что гравитационное поле, т. е. функции , устранено, то не останется не только пространства типа (1), но и вообще ничего, в том числе и «топологического пространства». В самом деле функции описывают не только поле, но и в то же самое время топологические и метрические структурные свойства многообразия. Пространство типа (1) с точки зрения общей теории относительности не есть пространство без поля, но представляет собой частный случай поля , когда — в определённой системе координат, которая сама по себе не имеет объективного значения — функции имеют значения, независящие от координат. Пустое пространство, т. е. пространство без поля, не существует. Пространство-время существует не само по себе, но только как структурное свойство поля.
Таким образом, Декарт был не так далёк от истины, когда полагал, что существование пустого пространства должно быть исключено.»[9], с. 757---758.
Обобщённая теория гравитации
А.~Эйнштейн указал на возможность построения теории чисто гравитационного поля, как особенности пространства.
«На основе общей теории относительности можно построить теорию чисто гравитационного поля, поскольку мы можем быть уверены в том, что «свободное от поля» пространство Минковского с его метрикой, соответствующей форме (1), удовлетворяет общим законам поля. Из этого частного случая закон тяготения следует в результате обобщения, которое практически свободно от произвола.» [9], с. 758.
3. Система пространств Вселенной
На основе топологии пространств [6, 7, 12-14] Вселенную можно представить в виде системы взаимопроникающих вложенных пространств, размерностью от нуля до трёх включительно.
При этом разрешается пустота, как отсутствие чего-либо, в виде пространства размерностью минус один --- , что снимает полностью противоречие, на которое указывал Р.Декарт.
Противоречие между энергией, как энергией поля, и веществом снимается утверждением: Энергия тождественна пространству.
При этом закон сохранения энергии Вселенной имеет формулировку: Сумма энергии Вселенной равна нулю.
Закон сохранение энергии обеспечивается за счёт хиральности объектов для каждого пространства в отдельности, что предотвращает взаимное уничтожение (вплоть до пустоты) объектов одного и того же пространства при взаимодействии между собой.
Структура начальных объектов пространств представлена в виде попарной композиции объектов пространств низшей на единицу размерности. Объекты нульмерного пространства порождаются за счёт симметризации пустоты.
Трёхмерное пространство образуется за счёт непрерывно и безгранично распределённой энергии, как энергии гравитационного поля (отрицательная энергия), и энергии выколотой точки, как энергии вещества (положительная энергия), которая соответствует магнитной энергии, как энергии двумерного пространства.
4. Преобразование энергии
Процесс прохождение света, как потока фотонов, можно рассматривать как их движение в двумерном пространстве с частотой осцилляции, соответствующей количеству магнитной энергии двумерного пространства [4, 5].
Исходя из гипотетической модели пространств [6, 7], фотон, как объект двумерного пространства, можно представить, как результат композиции двух равных по модулю зарядов - объектов одномерного пространства, с противоположными знаками.
В настоящее время общепринято, что фотон движется в трёхмерном пространстве в виде электромагнитной волны. В работе [11] рассматривается движение фотона как сферической волны в трёхмерном пространстве. В указанных случаях процесс поглощения и излучения фотона имеет длительность, отличную от нуля, что противоречит гипотезе Планка об излучении и поглощении фотона в виде порции энергии.
Указанное противоречие устраняется предположением, что фотон движется в двумерном пространстве, как пространстве его существования. При этом траектория движения фотона отображается в трёхмерное пространство в отношении один-ко-многим [10]
5. Cтруктура энергии фотона
Стационарное состояние фотона в двумерном пространстве обусловлено равенством по модулю зарядов с противоположными знаками. Движение фотона за счет внешнего воздействия приводит к преобразованию энергии внешнего воздействия в гравитационную, как третью составляющую. Суммарное значение энергий этих составляющих определяет частоту колебания фотона. При этом колебания магнитной и электрической составляющих синфазны, а колебания гравитационной энергии находятся в противофазе к ним, см. анимацию рис.1.
Рис. 1. Преобразования энергии фотона при его движении в двумерном пространстве.
Столбики:
светложёлтый --- положительная гравитационная энергия,
зелёный - отрицательная гравитационная энергия.
Отрезки:
синий и красный --- электрическая и магнитная энергии.
Траектория движения фотона содержит узловые точки, в которых гравитационная энергия равна полной энергии фотона, как гравитационной со знаком, представленной выколотой точкой двумерного пространства, отображающей трехмерное пространство, как пространство гравитационной энергии.
Движение фотона, как перемещение в трёхмерное пространстве со скоростью света, можно рассматривать как колебания энергии в пространствах: одномерном - электрической, двумерном - магнитной, трехмерном - гравитационной. При движении фотона в двумерном пространстве колебания энергии синфазны в одномерном и двумерном, а трехмерном в противофазе к ним.
6. Структура элементарного объекта трёхмерного пространства
Вселенную (Энергопространство) на основе топологического доказательства Г. Перельмана - « односвязное компактное трёхмерное многообразие без края гомеоморфно трёхмерной сфере» [12-14], можно представить как вложенные сферы: - точка - нульмерное пространство ; - окружность без края - одномерное пространство; - сфера без края - двумерное пространство - поверхность шара трехмерного пространства ; - трехмерное пространство, как сфера без края четырехмерного пространства . Отсутствие края у пространства обеспечивает его непрерывность и бесконечность.
Траектория фотона на сфере отображается в пространстве как непрерывная последовательность сфер . Это позволяет использовать сферичность отображения, как отношение один-ко-многим, траектории движения фотона в трёхмерное пространство, начиная от работ Ферма. Сферичность рассматривается также в работе [11].
Композиции двух фотонов, хирально симметричных, см.рис.2, при равенстве их энергий приводит к образованию элементарного объекта.
Фотон - это маятник с тремя степенями свободы. Электрическая и магнитная энергии преобразуются в гравитационную. Максимум модуля гравитационной энергии определяет энергию фотона.
При композиции двух хиральных фотонов равной энергии образуется элементарный объект трёхмерного пространства с массой, виде выколотой точки, и отрицательной составляющей, в виде гравитационного поля. Сумма энергий массы и гравитационного поля равна нулю - маятник остановился.
Структуру элементарного объекта, как результата композиции фотонов с (разнонаправленными спинами) инверсией направления колебания гравитационной энергии для трехмерного пространства можно представить в виде сферы с выколотой точкой пространства .
Модуль вектора энергии фотона величина постоянная, равная энергии фотона. Энергии: электрическая, магнитная, гравитационная.
С учётом подхода Г. Перельмана [12-14] пространство фотона, как объекта двумерного пространства, можно представить в виде двумерной сферы . При композиции двух хиральных фотонов, при ортогональных следах векторов их энергий F1 и F2, полюса фотона, как выколотые точки двумерного пространства, вырождаются в выколотую точку трёхмерного пространства P, см.рис. 3.
След вектора энергии фотона в сфере можно представить в виде сферы . Хиральность фотонов обеспечивается за счет ортогональности сфер .
При композиции хиральных фотонов гравитационные полюса сферы свертываются в сферу , как выколотую точку. Что приводит к образованию магнитного диполя, как распределенной магнитной энергии непрерывного множества в пространстве , см.рис.3.
Примем энергию выколотой точки P, как энергию массы, элементарного объекта положительной.
Ввиду незавершенности эволюции пространства [6, 7] отрицательная составляющая энергии непрерывно и безгранично распределена в пространстве и определяет его.
7. Заключение
Определено понятие пространства и Вселенной в целом (EnergySpace), как энергии вложенных пространств нульмерного, одномерного, двумерного в трёхмерное. Движение объектов пространства обусловлено незавершенностью преобразованием одного вида энергии (пространства) в другие.
Описана структура энергий движущегося фотона в виде энергий колебаний по гравитационной, магнитной и электрической составляющим.
На основе структуры элементарного объекта трехмерного пространства предложена модель трёхмерного пространства в виде выколотой точки с положительной гравитационной энергией и сферы , определяющей область распределение отрицательной энергии трёхмерного пространства элементарного объекта в виде собственно трёхмерного пространства.
1. Эйнштейн, А. (1905) Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии? // Собрание научных трудов в четырех томах, под ред. И. Е. Тамма, Я. А. Смородинского, Б. Г. Кузнецова – M.: «Наука», 1965. Том 1, 36--39 --- URL: https://djvu.online/file/2WHf4MfqWiN85 (viewing date: 2025-05-07).
2. Окунь, Л. Б. (1989) Понятие массы (Масса, энергия, относительность) УФН 158, 511–530 DOI: 10.1070/PU1989v032n07ABEH002739 --- URL: https://ufn.ru/ufn89/ufn89_7/Russian/r897f.pdf (viewing date: 2025-05-07).
3. Окунь, Л. Б. (2008) Формула Эйнштейна: E_q = mc^2. “Не смеется ли Господь Бог’? УФН 178 5, 541--555 --- URL: https://ufn.ru/ufn08/ufn08_5/Russian/r085g.pdf (viewing date: 2025-05-07).
4. Машкин, М. Н. (2024) Потенциал гравитационного поля и силы взаимодействия // Вопросы науки. 2024. № 1. С. 53-60. URL: https://www.researchgate.net/publication/387297995 (viewing date: 2025-02-19)
5. Машкин, М. Н. Смирнов, Ю. В. (2024) Информационная энтропия распределения непрерывной случайной величины: энтропия сингулярности пространств // Preprint. December 2024. URL: https://www.researchgate.net/publication/387501760 (viewing date: 2025-02-19).
6. Mashkin, М. N. (2018) Matter in a Space of a Fractional Dimension. A Cosmological System of Spaces and Evolution of the Universe. Volume 14. Progress in physics. Issue 3 (July), 131-134. — URL: https://progress-in-physics.com/2018/PP-54-05.PDF (viewing date: 2023-03-16).
7. Mashkin, М. N. (2018) Calculation of the Density of Vacuum Matter, the Speed of Time and the Space Dimension. Volume 14. Progress in physics. Issue 3 (July), 135-137. — URL: https://progress-in-physics.com/2018/PP-54-06.PDF (viewing date: 2023-03-16).
8. Mashkin, M. N. (2024) Photon energy // Preprint. April. DOI: 10.13140/RG.2.2.24526.37449 --- URL: https://www.researchgate.net/publication/390971448 (viewing date: 2025-05-08).
9. Эйнштейн, А. (1952) Относительность и проблема пространства // Собрание научных трудов в четырех томах, под ред. И. Е. Тамма, Я. А. Смородинского, Б. Г. Кузнецова – M.: «Наука», 1965. Том 2, 744--758 --- URL:https://djvu.online/file/QQ8irGceubwUG (viewing date: 2025-05-07)
10. Mashkin, M. N. (2025) PASSAGE OF LIGHT IN A MEDIUM // Preprint. February 2025. URL: https://www.researchgate.net/publication/389051464 (viewing date: 2025-05-12).
11. Valentyn Nastasenko (2025) The Laws of Reflection and Refraction of Light Waves within the Framework of a New Interpretation of Ballistic Photons Journal of Physics & Optics Sciences 7(2): 1-11. DOI: 10.47363/JPSOS/2025(7)296 --- URL: https://www.onlinescientificresearch.co ... -jpsos.php (viewing date: 2025-04-30).
12. G. Perelmann, The entropy formula for the Ricci flow and its geometric applications, arXiv:math. DG/0211159 vl November 11, 2002, preprint. --- URL: https://arxiv.org/abs/math/0211159 (viewing date: 2025-04-30).
13. G. Perelmann, Ricci flow with surgery on three manifolds, math.DG/0303109 vl March 10, 2003, preprint. --- URL: https://arxiv.org/pdf/math/0303109 (viewing date: 2025-04-30).
14. G. Perelmann, Finite extinction time to the solutions to the Ricci flow on certain three manifolds, math.DG/0307245 July 17, 2003, preprint. --- URL: https://arxiv.org/abs/math/0307245 (viewing date: 2025-04-30).
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
