Ускоренные движения по инерции и порождаемые ими физические свойства пространства-времени

Аннотация

Работа посвящена исследованию собственных движений (СД) материальных частиц. СД являются атрибутом материи, т.е. врожденным свойством материи, внутренне присущим ей по самой природе вещей. СД характеризуются тем, что в качестве их источника выступает материя, но для них не существует уравнений движения, подобных тем, которые управляют вынужденными движениями (ВД) — движениями, происходящими под действием внешних полей. Особую роль среди собственных движений играют ускоренные движения по инерции (УДИ): они формируют такую зависимость массы частицы от скорости, которая обеспечивает стабильное развитие материи. Эти движения обладают следующими свойствами: они происходят с ускорением, на частицы действуют силы инерции, которые не совершают работы над частицами, энергия и модуль импульса частиц сохраняются. Для описания физических явлений и процессов принято использовать инерциальные системы отсчета (ИСО), которые определяются из условия, чтобы в них выполнялся принцип инерции: свободная частица, т.е. частица, не подверженная действию внешних сил, покоится или движется равномерно и прямолинейно. Следует подчеркнуть, однако, что понятие свободная частица — это лишь абстракция, весьма далекая от реальности. Свободных частиц не существует в природе; реальная, физическая частица непрерывно движется, переходя из одного состояния движения в другое, и эти переходы совершаются спонтанно, без участия каких-либо внешних сил, и могут происходить с ускорением частицы. Для корректного описания СД необходимо построить модель движения частиц по инерции, качественно отличающуюся от модели свободных частиц. В качестве реальных движений по инерции в работе используются ускоренные движения по инерции (УДИ), которые обеспечивают устойчивое развитие материи. В настоящее время в качестве основного метода исследования механических процессов используется принцип наименьшего действия (ПНД). Отметим, что ПНД имеет ограниченную область применимости: условием его применимости является наличие внешней силы, вызывающей эволюцию рассматриваемой системы во времени. Следовательно, ПНД может описать лишь вынужденные движения и не способен корректно описать собственные движения, поскольку не существует внешних сил, порождающих эти движения. УДИ принадлежат к числу собственных движений, и поэтому их невозможно исследовать с помощью ПНД. Однако это обстоятельство не может послужить помехой детальному анализу собственных движений. Как показано в настоящей работе, достаточно полным является описание собственных движений с помощью соотношений, связывающих изменение энергии частиц с работой, совершаемой силами инерции, действующими на частицы. Исследование показывает, что если частица движется ускоренно по инерции в ИСО K, то с точки зрения наблюдателя, находящегося в ИСО K', движущейся относительно K, движение частицы не является УДИ. Это значит, что переход из ИСО K в ИСО K' выбивает частицу из состояния УДИ, т.е. движущиеся друг относительно друга ИСО неравноправны. Для корректного описания физических явлений и процессов нужно использовать такие системы отсчета, в которых в качестве движений по инерции выступают УДИ. Системы отсчета такого рода существенно отличаются от стандартных ИСО; в дальнейшем такие системы отсчета будем называть физическими инерциальными системами отсчета (ФИСО). Очевидно, что переходы из одной ФИСО в другую, движущуюся относительно исходной, не могут описываться преобразованиями Лоренца. В работе получены преобразования пространственно-временных координат, которые при переходе из одной системы отсчета в другую сохраняют УДИ. С помощью этих преобразований вычислены квадраты пространственно-временных интервалов между двумя бесконечно близкими точками в системах отсчета K и K'. Из полученных формул видно, что пространство-время, в котором происходит ускоренное движение частицы по инерции, является неоднородным псевдоевклидовым 4-пространством, обладающим как пространственной неоднородностью, так и временной. Собственное движение частиц, таким образом, существенно влияет на пространство-время, наделяя его физическими свойствами. Ускоренные движения по инерции структурных элементов материи — это дыхание материальных частиц, которое передается всему пространству-времени, вызывая его неоднородность и превращая собственное время частицы в величину, зависящую не только от скорости, но и от положения частицы в 4-пространстве. Собственные движения приводят к появлению связи частицы с пространством-временем, в котором происходит движение. Благодаря существованию этой связи частица приобретает энергию покоя и импульс покоя, которые являются следствием зависимости массы частицы от скорости движения. На основании полученных в работе результатов можно сделать вывод о том, что важнейшей задачей фундаментальных исследований в области физики является раскрытие физических механизмов происходящих в природе процессов, которые обеспечивают самоорганизацию и самоуправление материи, развитие материи по восходящей линии. Указанные механизмы следуют, очевидно, из законов диалектики.