Работа посвящена развитию квантовой теории гравитации (КТГ) и является самостоятельным разделом теории упругой квантованной среды (УКС) и теории единого электромагнитного поля (ТЕЭП), продолжая анализ процессов в квантованном пространстве - времени [1]. В теории УКС и ТЕЭП новая квантовая теория гравитации (КТГ) строится на полном отказе от природы гравитации через процессы обмена энергией частицами гравитонами (по типу фотонов) - гипотетическими переносчиками гравитационных взаимодействий, которые не обнаружены экспериментально [2]. Как показывает анализ гравитации в ТЕЭП, объединяющей фундаментальные взаимодействия, в том числе электромагнетизм и гравитацию, невозможно объяснить тяготение, тем, что между телами летают фотоны и переносят гравитацию. Если бы это было так, то гравитоны уже были бы открыты. Старая обменная квантовая теория гравитации - это мертвая теория, которую невозможно даже реанимировать, как, например, удается модернизировать в ТЕЭП квантовую хромодинамику (КХД). В этом случае в качестве исходной материи выступают всего четыре целых монопольных заряда (два электрических и два магнитных) [1], представляя собой новые кварки, и определяя структуру не только адронов, но и всех элементарных частиц с их полями, включая гравитационные поля.

Вместо гипотетических частиц гравитонов в новой квантовой теории гравитации (КТГ) выступают реальные носители гравитационного поля - квантоны. Это есть кванты пространства-времени, которые одновременно являются носителями гравитации, объединяя через сверхсильное электромагнитное взаимодействие (СЭВ) гравитацию и

электромагнетизм. Квантоны не летают между телами, а являются статическим частицами, принадлежащими в локальной области неподвижному и абсолютному квантованному пространству-времени, через которое осуществляются обменные процессы энергией во всех электромагнитных и гравитационных взаимодействиях, общее уравнение которых очень простое [1]:

Ах = ±Ау (1)

где Ах и Ду - смещение электрических е и магнитных g элементарных зарядов монопольного типа (не имеющих массы) от нулевого состояния внутри квантона в квантованном пространстве-времени, соответственно, м;

Как доказано в [1], знак (-) в (1) определяет электромагнитные взаимодействия, обусловленные электромагнитной поляризацией квантованного пространства-времени. Выражение (1) довольно просто разворачивается в основные уравнения электромагнитного поля в вакууме вместе с их решениями [1]. Знак (+) в (1) соответствует гравитационным взаимодействиям, обусловленные сферической деформацией, а по Эйнштейну

«искривлением» квантованного пространства-времени. В данной работе не рассматриваются процессы гравитационного взаимодействия в области ульмикромира 10~25 м, исследуя смещение (1) зарядов в квантонах как в [1]. Это отдельная тема, в которой находят место реальные суперструны, как квантовые объекты электромагнетизма и гравитации.

В данной работе продолжается развитие идеи Эйнштейна по гравитационному искривлению пространства-времени, когда данная идея в условиях квантованной среды рассматривается как ее реальная деформация. Это стало возможным благодаря новым фундаментальным открытиям, когда в качестве первоматерии выступает квантованное пространство-время, как реальная среда с полевой (невесомой) формой материи, не имеющей аналогов с известными вещественными (весомыми) средами. Для этого необходимо было вернуться к двум глобальным идеям Эйнштейна: 1 - идея единого поля, объединяющего электромагнетизм и гравитацию, 2 - поиски детерминистической основы квантовой теории на пути объединения с теорией относительности, которые он пытался реализовать в рамках общей теории относительности (ОТО). Именно эти две идеи Эйнштейна реализованы в квантовой теории гравитации (КТО).

Сегодня теоретическая физика оказалась в очередном кризисе, когда классические знания не позволяют объяснить экспериментальные факты в области микромира элементарных частиц. Несмотря на большие финансовые затраты на строительство все более мощных ускорителей (суперколлайдеров) и их научное обслуживание, открытие новых элементарных частиц не приблизило физику к пониманию их структуры и природы. Приходится сворачивать работу на мощных и дорогостоящих ускорителях частиц ввиду явной бесперспективности исследований, по поводу которых известный английский физик - теоретик, нобелевский лауреат C. Вайнберг отмечает: «Физика в основном вступает в такую эру, когда эксперименты уже не в состоянии пролить свет на фундаментальные проблемы. Положение очень тревожное. Я надеюсь, что острый ум экспериментаторов найдет какой-нибудь выход» [3].

Состоянию физической науки дал точное определение в дискуссии на президиуме Российской академии наук (РАН) академик С. П. Новиков (с сокращениями): «Думаю, что сейчас определенно можно говорить о кризисе мировой теоретической физики. Дело в том, что очень многие чрезвычайно талантливые люди, обученные и хорошо подготовленные для решения вопросов физики элементарных частиц и квантовой теории поля, по существу, стали чистыми математиками. Процесс математизации физиков-теоретиков ничем хорошим для науки не кончится»»[4]. От себя добавлю, что теория Суперобъединения взаимодействий, как чисто математическая теория, зашла в тупик. Попытки оправдать сложившуюся ситуацию Стандартной моделью не выдерживают критики, поскольку отрасль стандартизации не относится к физике, которая должна динамично развиваться, а не ограничиваться стандартом. И если говорить о моделях, то в физике могут быть только физические модели, знание которых оправдывает применение пусть даже чересчур сложного математического аппарата, а не наоборот. Но если физическая модель правильно угадана, то, как ни парадоксально, она поддается описанию очень простым математическим аппаратом.

По-моему, кризис теоретической физики обусловлен неспособностью объединения не только фундаментальных взаимодействий, но и объединения понятий абсолютного и относительного. Если математика не позволяет создать модель Суперобъединения, то необходимо отказаться от математических моделей, и начать поиски физической модели, через которую возможно Суперобъединение взаимодействий.

В 1996 году такая физическая модель была найдена: были открыты квант пространства-времени (квантон) и сверхсильное электромагнитное взаимодействие (СЭВ). Новые фундаментальные открытия послужили созданию теории упругой квантованной среды (УКС) и теории единого электромагнитного поля (ТЕЭП) [1,5-17]. Необходимо было искать не единую математическую формулу объединения, а найти единую частицу, объединяющую различные категории: пространство и время в единую субстанцию квантованное пространство-время; электричество и магнетизм в электромагнетизм; электромагнетизм и гравитацию; электромагнетизм, гравитацию и сильные и электрослабые взаимодействия. При этом была получена общая формула (1), описывающая состояние электромагнетизма и гравитации в квантованном пространстве-времени как едином поле.

Естественно, что развитие квантовой теории гравитации (КТГ) затрагивает такие глобальные вопросы физики как наличие абсолютного пространства и действие принципа относительности, которые ошибочно считали несовместимыми категориями, полагая, что принцип относительности свойственен только пустому пространству. Это было серьезной ошибкой, которая сдерживала развитие теории гравитации. Поэтому необходимо дать краткие разъяснения имеющимся противоречиям.

Сам Эйнштейн так характеризовал состояние пространства-времени как единого поля: «Мы в состоянии теперь видеть, насколько переход к общей теории относительности видоизменяет понятие пространства.... 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 далек от истины, когда полагал, что существование пустого пространства должно быть исключено. Потребовалась идея поля, как реального объекта в комбинации с общим принципом относительности, чтобы показать истинную сущность идеи Декарта: не существует пространство, «свободное от поля» [18].

Открытие кванта пространства-времени (квантона) как носителя единого поля исключает существование пустого пространства-времени, объединяя абсолютное пространство-время и принцип относительности. Чтобы доказать, что принцип относительности является фундаментальным свойством абсолютного квантованного пространства-времени, необходимо отказаться от ложных положений, которые были введены в теоретическую физику в начале 20 века при обосновании фундаментальности принципа относительности.

Напомню, что Ньютон ввел в физику абсолютное пространство и абсолютное время, исключающие понятие относительности, как независимую от абсолютного пространства и времени фундаментальную категорию (с сокращениями): «Абсолютное пространство безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным. Относительное (пространство) есть его мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, относительно некоторых тел. Абсолютное время протекает равномерно. Относительное время — мера продолжительности в обыденной жизни» [19]. По Ньютону существует неподвижное абсолютное пространство и абсолютное время, а измерение движения и времени в обыденной жизни есть процесс относительных измерений в абсолютном пространстве и времени.

Формулировки Ньютона абсолютного пространства и времени доминировали в науке на протяжении двух столетий не вызывая противоречий, но в начале 20 века возникли сомнения ученых, поскольку в опытах Майкельсона и Морли якобы не обнаружили абсолютного пространства, которое Лоренц связывал с неподвижным газоподобным эфиром. Наиболее категорично выступил французский математик и физик А. Пуанкаре, пытаясь дать обоснование фундаментальности принципа относительности: «Абсолютного пространства не существует, мы знаем только относительные движения. Не существует абсолютного времени. Ускорение тела не должно зависеть от его абсолютной скорости. Ускорения зависят только от разности скоростей и разности координат тел, а не от абсолютных значений скорости и координат» [20].

В общем случае основные положения принципа относительности, формулируемого Пуанкаре можно свести к следующему:

1. Невозможно обнаружить абсолютную скорость относительно неподвижного пространства-времени с помощью приборов, находясь в закрытой комнате, то есть, не наблюдая звездного неба.

2. Во всех инерциальных системах отсчета, то есть системах двигающихся по инерции равномерно и прямолинейно, все физические законы являются инвариантными, то есть не зависят от скорости движения в пустом пространстве, исключая структуру пространства как таковую.

Сегодня формулировки Пуанкаре ошибочны. Новые фундаментальные открытия позволили создать концепцию измерения абсолютной скорости в квантованном пространстве-времени, на основании которой возможно разработка соответствующих приборов. В области релятивистских скоростей инвариантность законов, в частности - гравитации, нарушается ввиду ее нелинейного усиления. Нас просто неинвариантно раздавит.

Как уже упоминалось, зачастую развитие одних концепций в науке основывается на отрицании других: Пуанкаре категорично отрицал абсолютное пространство Ньютона. Пуанкаре, как физик-теоретик, и выдающийся аналитик, на тот момент располагал скромными экспериментальными сведениями о некоторых свойствах электрона и имел отрицательные результаты интерференционных опытов Майкельсона (а затем и Морли), не зафиксировавших эфирного ветра. Естественно, что свой анализ, как физик, Пуанкаре связывал с отрицательными результатами опытов Майкельсона, определившими логику его рассуждений. В этом нет ничего противоестественного, поскольку наука развивается методом проб ошибок. Вначале великий Ньютон сформулировал наличие абсолютного пространства и времени, а также обозначил относительность как свойства абсолютного пространства. Затем Пуанкаре, спустя двести лет стал опровергать Ньютона, а поскольку его логика была на тот момент довольно убедительна, и как казалось, подтверждалась экспериментально, то доводы Пуанкаре оказали влияние на развитие всей физики 20 века. Сам Ньютон уже не мог оппонировать Пуанкаре. Учитывая, что затем в течение полувека Эйнштейн проводил свои исследования в рамках теории относительности, основные положения принципа относительности, сформулированные еще Пуанкаре, стали классикой, хотя и ошибочной.

Так абсолютное пространство и время Ньютона было полностью вытеснено из физики. Двадцатый век - это доминирующие столетие относительности без абсолютного пространства, которое до того просуществовало два столетия. Тогда в начале 20 века принцип относительности вывел физику из кризисного состояния, но сегодня в начале 21 века теоретическая физика опять оказалась в глубоком кризисе. Уже слышаться громкие требования ученых во многих частях мира о несостоятельности теории относительности Эйнштейна и возврату к абсолютному пространству Ньютона. При этом, резкой критике подвергается не только Эйнштейн, как автор теории относительности, но и стоявшие у истоков теории относительности Пуанкаре и Лоренц. Сегодня требуется защита Эйнштейна, Лоренца и Пуанкаре, поскольку они обосновали фундаментальность принципа относительности, пусть даже ошибочно отрицая Ньютона (кроме Лоренца). Но уже невозможно исключить из физики принцип относительности, также как нет необходимости в дополнительной его проверке. Принцип относительности присутствует абсолютно во всех физических процессах и явлениях, как фундаментальное свойство квантованного пространства-времени.

Анализируя резкие скачки научного мировоззрения от одной крайности к другой, удивляешься, что никто не пытался рассмотреть вопрос о совместимости абсолютного пространства и времени Ньютона и принципа относительности, внеся соответствующие коррективы. Научная битва гигантов физической мысли, даже после их ухода в мир иной, не приносит благодатных плодов, порождая очередной кризис. В начале 20 века, когда создавались основы теории относительности, уникальные свойства квантованного пространства-времени, как абсолютного пространства-времени в виде специфической квантовой среды, а точнее квантованной среды, были неизвестны. А раз были неизвестны свойства квантованного пространства-времени, то невозможно было создание

инструментальной базы, которая позволяла бы изучать абсолютное пространство-время. Но даже на тот момент никто не доказал, что абсолютное пространство Ньютона «безотносительно» и неизменно.

А если принять противоположный тезис, что абсолютное пространство-время есть категория изменяющиеся, которой свойственна внутренняя относительность, то все рассуждения Пуанкаре рушатся, как карточный домик. Это типичный случай глобальных ошибок в рассуждениях, когда за истину принимается единственный тезис, а его противоположная трактовка даже не рассматривается. В науке принято исследовать все возможные варианты, отбрасывая несостоявшиеся. Добавлен еще один вариант о том, что абсолютное пространство-время способно к изменению, как вариант Пуанкаре стал несостоятельным. Вытеснить из физики абсолютное пространство-время не удается, тем более, что это не простая среда, а среда квантованная. Физика уже сталкивалась с уникальными свойствами сверхтекучести жидкого гелия, как квантовой жидкости. Но свойства жидкого гелия не оказали переломного значения на развитие квантовой теории, как открытие упругой квантованной среды (УКС), уникальные свойств которой лежат в основе квантованного пространства-времени.

В данной работе не рассматривается преобразование координат в различных системах отсчета, поскольку это вопрос довольно избит и больше касается теории относительных измерений. Для физики доказательство фундаментальности принципа относительности, как уникального свойства абсолютного пространства-времени, связано с принципом сферической инвариантности, который вытекает из квантовой теории гравитации (КТГ) [11].

Создание квантовой теории гравитации (КТГ) стало возможным благодаря возврату идеи единого поля Эйнштейна и идеи детерминистического характера квантовой теории, которую он отстаивал на протяжении всей жизни. Сегодня можно говорить о развитии квантовой теории относительности (КТО), которая базируется на фундаментальных идеях Эйнштейна.

©В. С. Леонов

Статья направлена в «Журнал экспериментальной и теоретической физики» 07.04.2005

Начало 20 века ознаменовалось созданием теории относительности. Именно в рамках общей теории относительности (ОТО) Эйнштейн заложил основы гравитации как свойств искривления пространства-времени, полагая, что существует единое поле, которое является носителем электромагнетизма и гравитации. В 1996 году был открыт квант пространства - времени (квантон) и сверхсильное электромагнитное взаимодействие (СЭВ) как единое поле, которое одновременно является носителем электромагнитных и гравитационных взаимодействий. Концентрация квантонов (квантовая плотность среды) является основным параметром квантованного пространства-времени. При электромагнитных взаимодействиях концентрация квантонов не изменяется, а только меняется их ориентационная и деформационная поляризация. Гравитация проявляется при градиентном перераспределении квантовой плотности среды, изменяя концентрацию квантонов. Проведено объединение электромагнетизма и гравитации в рамках квантовой теории гравитации, в основе которой положен квантон как единый носитель электромагнетизма и гравитации.

РАСБ: 12.10. Kt, 12.10. - g, 12.60. - I, 14.80. Hv, 03.30.+p, 03.50. - k, 03.50.De, 03.70.+k.

Содержание:

1. Введение 2

2. Природа электромагнитной волны. Светоносная среда 6

3. Основы теории гравитации. Открытые квантомеханические системы 19

4. Причины релятивизма. Принцип сферической инвариантности 31

5. Природа тяготения и инерции. Простые квантомеханические эффекты 36

6. Принцип относительно-абсолютного дуализма. Точки бифуркации 43

7. Волновой перенос массы. Гравитационные волны 52

8. Проблемы времени. Хрональные поля 54

9. Антигравитация. Ускоренное разбегание галактик 57

10. Заключение 59

Литература 61