Микола Васильович Косінов
Введення.
В даний час точність фізичних констант, що відносяться до електрона, вже досягла 10-9 - 10-12 [14]. Однак більшість даних, що відносяться до Метагалактиці, мають невизначеність від одного до двох порядків величини. Така велика різниця в точності (на 10-13 порядків!) Створює перешкоду виявлення зв'язків між константами. У рівняннях і у фізичних теоріях часто зустрічаються великі числа порядку 1039 - 1044, а також ці ж числа в другій і в третьому ступені [8,10,12,13]. На особливість великих чисел вперше звернув серйозну увагу П. Дірак. Виявлене безліч збігів великих чисел не знаходить пояснення. Збіги великих чисел опосередковано вказують на взаємозв'язок параметрів мікросвіту і характеристик Метагалактики. Тому проблема великих чисел тісно переплетена з проблемою отримання точних значень характеристик Метагалактики. За цю проблему бралися багато відомих фізики. Спроби Еддінгтона та інших дослідників пояснити збіги великих чисел на основі фізичних принципів не увінчалися успіхом [8]. Альтернативні пояснення збігу великих чисел, запропоновані Дікке, Хойлом, Картером, відомі як слабкий і сильний антропний принципи, також не вирішили проблему [8,12]. Так і залишилася ця таємнича проблема збігу великих чисел не вирішеною. До цих пір не вдалося створити "повну теорію космології і атомізму", на що сподівався П. Дірак [11]. Не вдалося вивести великі числа математично, як це хотів П. Девіс [12].
Антропний принцип декларує наявність взаємозв'язку між параметрами Всесвіту і існуванням в ній розуму. У рамках цієї проблеми постало питання: як пов'язані параметри нашого світу і що станеться при незначній зміні фундаментальних констант? Проведені дослідження можливих варіацій фундаментальних констант не виявили жодного подібного факту [8]. Більш того, з великою точністю підтверджена незмінність фізичних констант. Всі дослідження наслідків можливих змін констант показують, що з фундаментальними константами слід дотримуватися обережності [9]. Дослідження показали, що навіть незначні варіації фундаментальних констант призвели б до неможливості існування спостережуваного світу і неможливості появою в ньому життя [9]. Все це вказує на наявність жорсткого зв'язку між параметрами мікросвіту і мегасвіту. Нижче наведено результати досліджень зв'язку характеристик Метагалактики з константами, що відносяться до фундаментальної частці мікросвіту - до електрона.
1. Зв'язок гравітаційної константи G, постійної Хаббла H0 і маси метагалактики MU з константами електрона.
В [1,3] показано, що фізичні константи не є незалежними. Між ними існує взаємозв'язок. Зокрема показано, що константи, пов'язані з Всесвіту можна представити за допомогою констант електрона. Так, наприклад, формули для визначення значення гравітаційної константи мають вигляд:
G = a10 × a10 × lu5 / tu3 × hu, G = a10 × a210 × lu3 / tu2 × me
Формула для постійної Хаббла має вигляд:
H0 = a10 × a10 / 2 × a × tu
Формула для маси Метагалактика має вигляд:
Mu = me × a-20 × a2-20
Формула для радіуса Метагалактика має вигляд:
Rmg = 2 × lu × a × a-10 × a2-10
У цих формулах використовуються значення суперконстант, наведених в табл.1 [1,3,5,6].
Табл.1
Характеристики Метагалактики жорстко пов'язані з константами електрона. Зв'язок гравітаційної константи з константами електрона вказує на електричну природу гравітації. Дослідження фундаментальних констант показали, що з константами електрона пов'язані не тільки константи, пов'язані з Всесвіту, а й велика кількість інших констант.
2. Зв'язок фундаментальних фізичних констант з константами електрона.
Універсальні суперконстант, наведених у табл. 1 дозволили встановити зв'язок фундаментальних фізичних констант з константами електрона. В [1,3,5,6] отримані співвідношення, що підтверджують наявність такого зв'язку. Нижче, як приклад, наведені деякі з цих співвідношень.
Формула для магнетону Бора має вигляд:
mB = lu × e / 2 × a
Формули для планківських одиниць:
Формула для постійної Планка:
Формула для заряду електрона:
e = (me × c2 × lu) 1 / 2
Значення констант, отримані за цими формулами, в точності збігаються з експериментальними значеннями рекомендованими CODATA 1998 [14].
3. Зв'язок природних одиниць довжини, маси, часу з константами електрона.
М. Планк на основі констант G, c, h отримав природні одиниці довжини, маси, часу. М.П. Бронштейн використовував фундаментальні константи для дослідження взаємозв'язку фізичних теорій на основі констант G, c, h [2]. А.Л. Зельманов зробив геометричне узагальнення ідей Бронштейна і побудував куб фізичних теорій [2]. На основі фундаментальних констант G, c, h робляться спроби побудувати квантову теорію гравітації, вибираючи в якості природних одиниць планківські константи. Це завдання ще не вирішена. Можливо причина полягає в тому, що планківські константи не є мінімальними одиницями довжини, маси, часу. В.І. Вавилов ще в 1934 році висловив думку про те, що було б важливо встановити цілий ряд природних одиниць, що охоплюють процеси різних масштабів [4].
Для цієї мети можна продовжити дослідження варіантів побудови куба фізичних теорій на основі геометричного узагальнення А.Л. Зельманов, використовуючи інші комбінації констант. Зокрема, можна побудувати гіперкуб на основі чотирьох констант. Такий підхід був зроблений в [7], що дозволило отримати нові природні одиниці довжини, маси чи доби.
В [1,3,5,6] показано, що три константи не можуть складати повний константних базис фізичної теорії. Не є повним і 4-х константних базис. Тому можливості 3-х мірного куба А.Л. Зельманова і 4-х мірного гіперкуба для дослідження фізичних теорій мають обмеження. Для побудови фізичної теорії мінімальна кількість констант має дорівнювати п'яти [3]. У зв'язку з цим геометричне узагальнення, що володіє повнотою, має включати п'ять вимірів. Це означає, що від 4-х мірного гіперкуба слід перейти до 5-ти мірному суперкубу. Якщо побудувати 5-ти мірний суперкуб, заснований на п'яти константах, то він буде мати вигляд, наведений на мал.1.
Розглянемо суперкуб (рис. 1) на основі п'яти універсальних фізичних суперконстант hu, lu, tu, α, α2 [1,3-7].
Рис.1. Суперкуб (hu, lu, tu, α, α2)-простору теоретичної фізики.
Цей суперкуб утворений подвійним зміщенням вихідного (hu, lu, tu)-куба за координатами α і α2. Таким чином, перший слід суперкуба являє собою куб hu, lu, tu. Другий слід суперкуба представляє собою гіперкуб hu, lu, tu, α.
Використовуючи в якості основних одиниць константи hu, lu, tu, α, α2 отримаємо такі одиниці довжини, маси, часу:
У наведених формулах, D0 - велике число, значення якого визначається безрозмірними суперконстант α і α2 [3,5,6]. Звернемо тут увагу на те, що значення mU збігається зі значенням маси Метагалактики з урахуванням темної матерії. Як бачимо, ці одиниці виражаються за допомогою констант електрона. Дослідження різних систем природних одиниць показали, що системи природних одиниць легко представимо допомогою констант електрона. У табл. 2 наведені співвідношення, які підтверджують це. Виявилося, що всі системи природних одиниць, отримані різними авторами, можна уявити новими формулами за допомогою констант електрона.
Табл. 2
4. Зв'язок комбінацій констант G, H0, MU з константами електрона.
Вважається, що об'єднання космології і фізики елементарних частинок здатне привести до нових відкриттів як в космології, так і у фізиці. Отримана в [1,3,5,6] група універсальних суперконстант hu, lu, tu, α, α2позволіла виявити взаємозв'язок між константами, що відносяться до мікросвіту і до мегасвіту. Дослідження суперконстант дозволили отримати наступні космологічні рівняння [6]:
Ці рівняння відображають зв'язок констант електрона і характеристик Метагалактики. За цими рівняннями стоїть ще не відкритий фізичний закон, який повинен розкрити зв'язок між гравітацією, електромагнетизмом і характеристиками Всесвіту. Космологічні рівняння безпосередньо виводять на зв'язок двох найважливіших константGіH0.Еті константи пов'язані між собою за допомогою констант електрона. Наводжу формули, що демонструють такий зв'язок:
Розрахункове значення відношення G/H0, яке випливає з формул, дорівнює:
G / H0 = 3.81408782 (40) × 107 м3 × кг-1 × с-1
Твір констант GіH0 також представляє собою комбінацію констант, що відносяться до електрона.
У зв'язку з тим, що ставлення гравітаційної константиG до постійної ХабблаH0 і їх добуток дорівнює комбінації фундаментальних фізичних констант, що відносяться до електрона, це вказує на існування фізичного закону, який пов'язує ці дві константи і об'єднує закон Ньютона і закон Хаббла. Виявлена зв'язок констант електрона з характеристиками Метагалактики відкриває широкі можливості для отримання значень констант GіH0 з високою точністю. Висока точність відносини цих констант і їхні твори є досить важливим результатом, оскільки значення константGіH0 відомі з дуже великою похибкою. Їх точність на кілька порядків гірше точності констант, що відносяться до електрона. Комбінація формул, що описують ставлення гравітаційної константиG до постійної ХабблаH0 і їх твір, дозволяє легко отримати нові формули для обчислення значення кожної константи GіH0.
Константи електрона пов'язані і з іншими комбінаціями констант, що відносяться до Всесвіту. Так, наприклад, маса Метагалактики MUсовместно з константаміGі H0 виражаються за допомогою констант електрона у вигляді [6]:
Виявлена взаємозв'язок характеристик Метагалактики з константами електрона є підтвердженням концепції єдності світу. Встановлення цього взаємозв'язку відкриває можливості для отримання точних значень констант, що відносяться до Метагалактиці.
Висновки.
1. Розкрито взаємозв'язок констант, що відносяться до Всесвіту, з константами електрона.
2. Розкрито взаємозв'язок природних одиниць довжини, маси, часу з константами електрона.
3. Розкрито взаємозв'язок фундаментальних фізичних констант з константами електрона.
4. Отримані результати дають можливість отримати значення гравітаційної константи, сталої Хаббла, маси Метагалактики з точністю, близькою до точності констант електрона.
5. Взаємозалежність константG, H0, Мu вказує на те, що існує ще не відкритий фізичний закон, який повинен встановлювати зв'язок між електромагнетизмом, гравітацією і характеристиками роздувається Всесвіту.
6. Отримані результати відображають глибинні зв'язки мікросвіту і Всесвіту і є підтвердженням концепції єдності світу.
Список літератури
1. N. Kosinov. "Five Fundamental Constants of Vacuum, Lying in the Base of all Physical Laws, Constants and Formulas". PhysicalVacuum and Nature, N4, 2000.
2. Л.Б. Окунь. Про статтю Г. Гамова, Д. Іваненко і Л. Ландау «Світові постійні і граничний перехід». Ядерна фізика, т, 65, сс.1403-1405, 2002 (http://www.astronet.ru:8101/db/msg/1179651).
3. Косінов Н.В. П'ять універсальних суперконстант, що лежать в основі усіх фундаментальних констант, законів і формул фізики і космології. Актуальні проблеми природознавства початку століття. Матеріали міжнародної конференції 21 - 25 серпня 2000 р., Санкт-Петербург, Росія. СПб.: "Анатолія", 2001, с. 176 - 179.
4. Долинський Є.Ф. Пилипчук Б.І. Природні системи одиниць. У книзі Енциклопедія вимірювань контролю і автоматики, В.4, 1965, с. 3-8.
5. Косінов Н.В. Скільки фізичних констант є істинно фундаментальними? Матеріали VII Міжнародної конференції 19-23 серпня 2002 Простір, Час, Тяжіння. Санкт-Петербург, Росія. СПб.: "Тесса", 2003. - 522 с.
6. Косінов Н.В. Константні базиси нових фізичних теорій. Фізичний вакуум і природа, № 5 / 2002, с. 69-104.
7. Косінов Н.В. Глибини мікросвіту і нові природні одиниці довжини, маси, часу (http://filosof.net/disput/kosinov/urovni/text.htm)
8. Г. Б. Аракелян. Числа і величини в сучасній фізиці. Єреван, 1989.
9. І. Л. Розенталь. Елементарні частинки і космологія. Метагалактика і Всесвіт. УФН, т.167, N8, 1997, с.807.
10. П. А. М. Дірак. Спогади про надзвичайну епосі.
11. П.А.М. Дірак. Космологічні постійні. У книзі: "Альберт Ейнштейн і теорія гравітації". М., Мир, 1979.
12. П. Девіс. Випадкова Всесвіт. М., Мир, 1985.
13. Р. М. Мурадян. Фізичні та астрофізичні константи та їх розмірні та безрозмірні комбінації. Фізика елементарних часток і атомного ядра, т.8, вип.1, 1977, с.190.
14. Peter J. Mohr and Barry N. Taylor. "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 1998"; Physics.nist.gov / constants. Constants in the category "All constants"; Reviews of Modern Physics, (2000), Vol. 72, No. 2.