физическую сущность постоянной Планка (h). Сопоставляя формулу
для определений энергий mc2 = nh, где n -- частота света,
приходим к заключению, что постоянная Планка является
кинетическим моментом фотона. Величина кинетического момента
определяется массой фотона, длиной его радиуса (расстояние от
центра вращения до центра масс сечения тороида) и угловой
скоростью вращения тороида и не зависит от скорости
относительного движения фотона. Все это дает основание
принимать кинетический момент фотона за постоянную величину,
соответствующую постоянной Планка.
Интересно, что же происходит с фотонами во время известных
опытов с аннигиляцией элементарных частиц. Экспериментально
установлено, что при аннигиляции электрона и позитрона
возникает фотон, и, наоборот, при определенных условиях
взаимодействия фотон распадается на электрон и позитрон.
Вообще-то термин "аннигиляция" (означающий "уничтожение")
применен в физике не вполне удачно. В действительности никакого
уничтожения массы и энергии в этих превращениях не происходит,
и закон сохранения массы -- энергии выполняется совершенно
строго.
Сам факт возможного разложения фотона на микрочастицы с
положительными и отрицательными зарядами дает возможность более
детально представить его модель в виде сложного материального
образования кольцевой формы. Кольцо фотона не сплошное, а
составлено из отдельных микрочастиц, заряженных поочередно
положительными и отрицательными зарядами. Для наглядности такую
модель можно представить в виде кругового хоровода (рис. 118),
в котором мужчины Мi (условно -- отрицательно заряженные
микрочастицы) чередуются с женщинами Жi (положительно
заряженные микрочастицы). Удерживая друг друга за руки
(имитация сил притяжения положительно и отрицательно заряженных
микрочастиц), участники хоровода сохраняют его целостность,
несмотря на действие центробежных сил инерции, стремящихся
разорвать кольцо хоровода.
В отличие от известной модели атома Резерфорда--Бора, в
которой содержится ядро, а вокруг него вращаются по орбитам
электроны (силы взаимодействия направлены радиально),
предлагаемая здесь модель фотона не содержит ядра. Все
положительные и отрицательные микрочастицы движутся по одной и
той же круговой орбите, а силы взаимодействия Qi (i=1, 2, ...
n) между ними направлены по хордам, соединяющим центры масс
микрочастиц. Для существования такого "хоровода" необходимо,
чтобы число положительно и отрицательно заряженных частиц было
одинаковым. Следовательно, суммарный заряд в такой модели
фотона должен быть равен нулю. Известно, что реальные фотоны
электрически нейтральны. Следовательно, модель по данному
признаку совпадает с реальностью.
Зная размеры фотона (длина волны) и его массу (из опыта с
давлением света), можно из уравнения его динамики движения,
учитывающего равенство сил взаимодействия между электрическими
зарядами и силами инерции масс микрочастиц, найти общее число
микрочастиц и их массу (масса фотона равна сумме масс
микрочастиц). Рассматривая подобную кольцеобразную модель
фотона, можно заключить, что чем меньше диаметр этого кольца,
тем короче длина волны света. Однако не возникает ли здесь
противоречия: ведь известно, чем меньше l и больше частота n,
тем значительнее энергия фотона.
Насколько удовлетворяет этим требованиям рассматриваемая
модель фотона? Подобное сомнение вполне закономерно. Чтобы
разрешить его, необходимо рассмотреть динамику движения
микрочастицы фотонного кольца, обозначим ее массу mi (i = 1, 2,
... N, N -- число микрочастиц в фотоне). Если фотонное кольцо
вращается с угловой скоростью w = c/r,r -- радиус фотонного
кольца, то центробежная сила инерции каждой микрочастицы F =
miw2r уравновешивается силами кулоновского притяжения двух
соседних микрочастиц (справа и слева от mi). P = 2Qsina, где Q
= kЧq2/l2; l = ar -- расстояние между центрами микрочастиц, a =
2p/N -- центральный угол между соседними микрочастицами, q --
электрический заряд каждой микрочастицы. Приравнивая силы F=Р,
после элементарных преобразований получим величину энергии
модели фотона:
E=mc2= AN2 AN2 w
r c2
где А = kЧq2/p -- постоянная величина.
Из приведенных формул следует, что при сохранении
неизменным количества микрочастиц в фотоне N его энергия
возрастает при уменьшении радиуса фотонного кольца r и,
соответственно, увеличении частоты его вращения w = c/r. При
этом расстояния (1) между микрочастицами уменьшаются, а силы
притяжения Q возрастают. Таким образом, чтобы эти возросшие
силы притяжения уравновесить центробежными силами, фотон должен
вращаться с большей угловой скоростью.
Следовательно, рассматриваемая модель фотона удовлетворяет
не только здравому смыслу, но и энергетическим формулам
Эйнштейна и Планка. На этом, по-видимому, исчерпываются
возможности более детального представления модели фотона,
основанного на системном подходе и учете данных известных на
сегодня физических опытов со светом. Системный подход позволяет
изучить свойства любых других "элементарных" частиц до такого
уровня детализации, который обусловлен количеством накопленной
экспериментальной информации.
Вполне естественно возникает вопрос: как можно представить
процесс излучения фотона, обладающего рассмотренной выше
структурой? Далее проанализируем особенности предлагаемой
модели фотона при различных ситуациях его существования.
Сопоставляя размеры элементарных частиц -- электрона, протона
или атома -- с тороидальным фотоном, замечаем, что фотон по
своим размерам намного превосходит эти частицы, а его масса,
наоборот, на несколько порядков меньше каждой из масс этих
частиц. Это дает основание полагать, что фотон, притягиваясь к
какой-либо частице охватывает ее своим кольцом-тороидом.
Можно представить себе такую модель строения
элементарных частиц вещества: вокруг каждой из них вращаются
кольцеобразные фотоны Фi (i = 1, 2, ... к) наподобие колец
Сатурна (рис. 119). Чем короче световая волна, тем меньше
диаметр di фотонного кольца и расстояние его от поверхности
частицы, тем сильнее взаимодействие между ними. Если частица
будет тормозиться или колебаться вследствие удара или изменения
температуры тела, то при определенных условиях силы инерции
массы фотона преодолеют силу его взаимодействия с частицей,
вследствие чего произойдет срыв фотонного кольца с этой
частицы, то есть излучение кванта света. По мере возрастания
ускорений движения частицы (например, при повышении температуры
тела) от нее будут отделяться фотоны все меньшего и меньшего
диаметра, обладающие большими силами взаимодействия с частицей.
Подобный процесс наблюдается на практике: чем выше температура
тела, тем более коротковолновый спектр света им излучается.
Излученный фотон движется в вакууме равномерно и прямолинейно
со скоростью света относительно излучателя. Если на своем пути
он не встречает другие тела, не отражается и не поглощается
ими, то он летит в пространстве, будучи невидим каким-либо
наблюдателем. Увидеть такой фотон можно в том случае, если он
непосредственно попадает в глаз. Вследствие невидимости
фотонов, свободно летящих в космическом пространстве,
наблюдателю, находящемуся в космическом летательном аппарате
(КЛА) на большой высоте (в стратосфере и выше), межзвездное
пространство представляется абсолютно черным. Голубой цвет неба
в дневное время, который видит человек в повседневной жизни,
является следствием рассеяния и поглощения потоков солнечного
света атомами и молекулами воздуха.
В последнее время тороидальные модели сделались объектом
пристального внимания ученых. Особенно перспективными
представляются они при познании глубинных уровней строения
материи. В полной мере сказанное относится и к раскрытию тайн
света (и тьмы). Фотон по-прежнему таит в себе множество
загадок. Вот одна из них. В каждом кубическом сантиметре
космического пространства содержится N фотонов, несущих
практически полную информацию обо всех объектах Вселенной,
численность которых в принципе бесконечна. Спрашивается: каким
именно образом ограниченное количество фотонов передает
информацию о таком бесконечном числе объектов? И наоборот: как
каждый отдельно взятый конечный объект передает по существу
бесконечное число фотонов, которые должны наполнить информацией
о данном конечном объекте всю бесконечную Вселенную (дабы в
каждой точке пространства содержался необходимый объем
информации)?
ЗАГАДКИ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
У световых фотонов и их потоков, помимо тайны
происхождения и самой их физической природы, есть еще одна, не
менее волнующая загадка, связанная с закономерностями их
распространения. Данная проблема представляется актуальной в
рамках теории относительности, или по-другому -- релятивистской
теории (от лат. relativus -- относительный).
Вопреки распространенному мнению и несмотря на
устоявшееся наименование, теория относительности на самом деле
является теорией типичной абсолютности, в которой на месте
старых низвергнутых абсолютов были немедленно воздвигнуты новые
(что обычно предпочитают замалчивать). На эту характерную черту
научного детища Эйнштейна, кстати, обращал внимание еще Макс
Планк: одна из его работ на данную тему так и называлась -- "От
относительного к абсолютному" (ее перевод на русский язык
публиковался отдельной брошюрой единственный раз в Вологде в
1925 году).
В релятивистской теории абсолютизировано все -- от
оснований до следствий. Имеются также и неявные,
замаскированные абсолюты, играющие тем не менее роковую и
самоубийственную роль. Так, в теории относительности, вопреки
очевидности и формально провозглашенному равноправию всех (то
есть неограниченного множества) иперциальных систем отсчета,
абсолютизируются всего лишь две из них, находящиеся друг с
другом в совершенно конкретных отношениях равномерного и
прямолинейного перемещения (что, собственно, и описывается при
помощи преобразований Лоренца). А формально-математические
результаты, полученные применительно только к этим двум
системам отсчета, затем произвольно обобщаются и
экстраполируются на весь многообразный мир. На этой
абсолютизированной основе и покоится все здание теории
относительности, обросшее за время ее существования множеством
пристроек. В действительности -- и в этом суть -- количество
соотносящихся друг с другом физических тел и процессов или же
материальных систем -- неисчерпаемо. Причем закономерности их
соотношения (существуют особые законы отношения, как правило,
никем не учитываемые) таковы, что отношения даже трех систем --
а тем более и множества -- не тождественны отношению двух (то
есть минимума).
Кстати, и в специальной теории относительности (СТО),
вопреки господствующему представлению, действуют не две, а три
системы отсчета: третьей выступает свет (то есть совокупность
рассмотренных выше фотонов) -- реальный, самостоятельный и
независимый от механического перемещения инерциальных систем
электромагнитный процесс. В Лоренцовых преобразованиях реальное
световое движение отображено в виде самостоятельного члена --
с, причем таким образом, что с ним (а точнее -- с его
абсолютизированной скоростью, возведенной в ранг абсолютной
