Планк-частица

 

 

Далее речь пойдет о гипотетической частице, которая способна обеспечить акт передачи кванта действия. Мы такую частицу условно назвали планк-частицей.

 

1.2. ПЕРЕНОС КВАНТА ДЕЙСТВИЯ

 

 

Мы хотим найти истоки совершенствования материи в ее фундаментальных свойствах, определяемых тремя приведенными выше фундаментальными физическими постоянными. И мы сделали предположение, что все три фундаментальных постоянных сохраняют свое значение в процессе эволюции Вселенной, то есть, скорость света, квант действия и гравитационная постоянная при зарождении Вселенной имели такие же значения, как и сейчас. А это значит, что и при рождении Вселенной все взаимодействия происходили так же, как и теперь, а обменные процессы происходили с участием одного кванта действия.

 

 

Как известно, взаимодействия переносятся элементарными частицами: «…надежно установлено, что механизмы всех фундаментальных взаимодействий сходны. Их элементарными актами являются процессы испускания и поглощения данной частицей некоторой другой частицы, как раз и определяющей тип взаимодействия. Силы, действующие между двумя частицами, трактуются как результат их обмена промежуточной частицей, которая и называется переносчиком взаимодействия. Таким образом, механизм всех фундаментальных взаимодействий – обменный» [8 с.520].

 

Значит и при рождении Вселенной должен быть такой переносчик взаимодействия, который и обеспечивал передачу одного кванта действия. Попробуем найти параметры этой частицы, исходя из условия, что три фундаментальные физические постоянные: скорость света, квант действия и гравитационная постоянная сохраняют свои значения во времени.

 

Рассмотрим гравитационное взаимодействие произвольной, или пробной, частицы с частицей – переносчицей взаимодействия. Расчеты показали, что в случае, если такая пробная частица при одном акте взаимодействия приобретает или теряет порцию энергии в квант действия, то мы можем определить, сколько таких актов взаимодействия может совершить частица за единицу времени, то есть, мы можем определить частоту актов взаимодействия частицы.

 

 

Нас интересует один акт взаимодействия, поэтому для этой частицы можно определить длительность одного акта взаимодействия. Так как взаимодействия передаются со скоростью света, то, зная длительность одного акта взаимодействия, можно определить значение радиуса взаимодействия, а также массу частицы, обеспечивающую перенос порции энергии со скоростью света.

 

 

Отметим, что полученное соотношение, связывающее значение массы покоя частицы и ее размер, должно выполняться для любой частицы, если взаимодействие переносится со скоростью света.

 

 

Зная выражение для энергии гравитационного взаимодействия пробной частицы и искомой частицы, переносящей это взаимодействие, можно определить значение порции энергии одного такого акта взаимодействия. Оно должно быть равно кванту действия . Расчеты параметров такой частицы, обеспечивающей акт передачи кванта действия, показали, что они характеризуются так называемыми планковскими величинами. Масса такой частицы, обеспечивающей акт  передачи кванта действия со скоростью света должна иметь планковское значение. Радиус взаимодействия имеет  значение, которое известно как значение планковской длины. Такую гипотетическую частицу, обладающую планковской массой и планковским размером, мы условно назвали планк-частицей.

 

 

Рассмотрим, насколько реальна возможность существования такой частицы в условиях зарождения Вселенной. Расчета показали, что энергия такой частицы равна энергии материи Вселенной в момент ее зарождения. А это значит, что такие планк-частицы могли существовать именно в момент рождения Вселенной. Поэтому, если в этот момент рождались бы частицы, то могли родиться только планк-частицы.

 

Частота колебаний этой частицы соответствует известному значению планковской частоты. Длительность одного акта взаимодействия соответствует известному значению планковского времени.

 

Полученный результат не противоречит данным космологии. Как предполагают космологи, Вселенная родилась из планковского вакуума: «Если при времени порядка  было состояние ложного вакуума, то это означает, что вакуумная плотность была порядка планковской . При столь больших плотностях…. пространство-время должно быть подобно бурлящей пене, в крохотных масштабах порядка  и времени  должны возникать и тут же уничтожаться маленькие замкнутые мини-вселенные…» [9 c.185]. То есть, наша гипотетическая частица является такой «маленькой замкнутой мини-вселенной…»

 

Отметим, что значение, близкое к планковской плотности, можно получить при плотной упаковке таких гипотетических планк-частиц. Приведенные выше расчеты подтверждают предположение, что, если, Вселенная, действительно, родилась из планковского вакуума, то все планковские величины в комплексе могут характеризовать гипотетическую планк-частицу, а сам планковский вакуум может состоять из плотно упакованных планк-частиц, о которых мы говорили, как о переносчицах взаимодействия. Такая частица, чтобы обеспечить планковскую плотность вакуума, должна иметь планковскую массу , планковский размер  и планковскую частоту колебаний .

 

Если такие частицы существовали в момент зарождения Вселенной, то для моделирования процесса рождения Вселенной надо знать, на что способны эти частицы.

 

Займемся более подробно свойствами такой частицы. Мы знаем значение первой и второй космических скоростей. От значения второй космической скорости зависит будущее нашей Вселенной [9 c.37]. Первая космическая скорость поднимает пробное тело с поверхности центра тяготения, но не позволяет пробному телу оторваться от центра тяготения. Вторая космическая скорость должна так вырвать тело из гравитационного поля, чтобы это тело могло улететь в бесконечность.

 

Подсчитаем значение первой космической скорости для планк-частицы по известной формуле [8 с. 55]. Оно оказалось точно равным значению скорости света. Таким образом, можно сделать вывод, что из гравитационного плена планк-частицы не может вырваться никакая массовая частица. Оторваться может только частица, не имеющая массы, такая, как фотон. И то, при этом она не улетит в бесконечность, а остается, как спутник, при частице, не покидая ее.

 

Теперь определим, чему будет равен шварцшильдовский радиус, то есть, радиус тела, сжатого силой тяготения в сферу до такой степени, что даже свет не может выйти из этой сферы. Так как ничто не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света, то такую сферу вообще не может покинуть никакой материальный объект или сигнал [10 с.105]. Определим шварцшильдовский радиус для планк-частицы по известной в физике формуле [10 c.105]. Расчета показали, что он в два раза превышает размер самой частицы. Это говорит о том, что планк-частица – это черная дыра, поэтому, если бы она и существовала в наше время, то мы бы ничего не узнали о том, что происходит внутри этой черной дыры.

 

На этом основании можно сделать вывод, что планк-частица – очень стабильная, можно сказать, вечная частица, которая может пережить существование ни одной Вселенной. Вакуум, состоящий из плотно упакованных планк-частиц, не мог ни раздуться, ни испариться, ни позволить чему-либо вылететь из вакуума, куда бы то ни было. Таким образом, ничего не может покинуть планковский вакуум, то есть, можно сделать предположение, если вакуум был планковский, то он должен был остаться таким же планковским вакуумом.

 

Вселенная, как виртуальная частица мира большего масштаба

 

Вернемся к мнению космологов о том, что  при больших плотностях…. пространство-время должно быть подобно бурлящей пене, в крохотных масштабах порядка  и времени  должны возникать и тут же уничтожаться маленькие замкнутые мини-вселенные… Это позволило нам предположить, что наша гипотетическая планк-частица является такой «маленькой замкнутой мини-вселенной… А, следовательно, Вселенная может быть рассмотрена, как виртуальная частица мира Великанов, как мира большего масштаба.

 

Эту идею мы рассмотрим на странице Вселенная данного сайта.

Жмите ссылку    Вселенная.