Введение в физику с неньютоновым временем 1 На основе холистского системного принципа единства синтеза и анализа рассмотрено обобщение равновесной и линейной. - презентация

1 Введение в физику с неньютоновым временем 1 На основе холистского системного принципа единства синтеза и анализа рассмотрено обобщение равновесной и линейной области неравновесной термодинамики с введением неньютонова времени и реализовано активное включение обобщенной термодинамики в структуру фундаментальной и прикладной физики. Литература: В.П. Майков. Расширенная версия классической термодинамики физика дискретного пространства-времени. МГУИЭ, Москва (1997). Cайт: «Физика неньютонова времени» maikov.chat. ru

2 2 К методологическим особенностям Гипотеза о переопределении пост. Больцмана до макрокванта энтропии и, как следствие, рассмотрение физики четырех мировых констант вместо используемых сегодня трех. Получение на этой основе элементарного термодинамического объема вместо точки, и отказ от дифференциально малых величин. Переход к дискретным, физически предельно малым параметрам (макроквантование). Появление дискретного времени. Исчезновение в теории калибровочных полей и перенормировок. Описание непроявленных состояний как частный случай проявленных. Двухуровневый физический вакуум и др.

3 3 Дискретное время Исходная гипотеза: энтропия квантована. Квант энтропии равен постоянной Больцмана – k. Из соотношения неопределенностей КМ энергия-время при E=kT получаем макроскопически элементарный интервал времени (Например, при Т=300K, При фиксированной температуре обе неопределенности известны, т.е принцип дополнительности КМ в обобщенной термодинамике не реализуется.

4 4 Термодинамическая элементарная ячейка вместо точки Макроскопическая ячейка – основной элемент теории. Из соотношения неопределенностей импульс-координата при а также имеем Макроскопически элементарный радиус макроячейки r=c t (приТ=300K, r=3,8 мкм.) Тогда минимальный макроскопический, или максимальный микроскопический термодинамический объём (макроячейка) составит: Объем макроячейки зависит только от термодинамической температуры.

5 Примеры неопределенности Квант механической энергии Макроквант тепловой энергии Макроквант энтропии Макроквант (дискрет) времени Известно: В дискретном варианте: 5

6 6 Процедура макроквантования Нелокальная версия термодинамики (НВТ) позволяет вычислять предельно малые величины -- макроквантование (см.предыдущий слайд). Для перехода к макроквантованию используются, как правило, фундаментальные дифференциальные закономерности. Как свидетельствует практика НВТ, прерывание процедуры макроквантования может служить сигналом о методологической или теоретической ошибке. Последнее может указывать, что Код Природы «записан» на языке обобщенной термодинамики.

7 7 Термодинамическая иерархия Наблюдаемая субстанция 1.Вещественная среда в четырех агрегатных состояниях. Ненаблюдаемая субстанция 2. Времениподобный, светоносный, физический вакуум. 3.Пространственноподобный, дальнодействующий, физический вакуум. 4. Две сингулярности с нулевой метрикой Минковского

8 8 Страты макроскопической ячейки Элементарный термодинамический цикл Карно, в котором разностью температур выступает квантовое рассеяние абсолютной температуры. Элементарный объемный резонатор, без привлечения калибровочных полей и без первичных расходимостей. Суперсимметричная система с совместным рассмотрением бозонов и фермионов.

9 9 Природа необратимости времени Элементарный цикл Карно Необратимость времени связана со слабым нарушением супер- симметричного цикла за счет явления гравитации. Иначе, в элементарном цикле Карно нарушается параллель- ность изотерм (проявляется геометрия Лобачевского !). T =const T S T- T =const S =const S+ S = const

10 10 Существуют ли калибровочные поля в нелокальной термодинамике? В элементарной ячейке НВТ силовые злектромагнитные поля симметричны, т.е В уравнениях Максвелла Это позволяет отказаться от нефизических калибровоч- ных полей и ведет к отсутствию расходимостей в теории. Отсутствие расходимостей – основная предпосылка для непротиворечивого введения квантовой гравитации.

11 11 Существуют ли магнитные монополи? НВТ прогнозирует: Электрический объемный заряд Магнитный векторный монополь, где коллективная скорость частиц в макроячейке Отношение зарядов То же для вакуума Последнее отношение позволяет ответить на вопрос, почему скорость света физически нельзя складывать со скоростью источника света и др.

12 12 Пример верификации теории Косвенная : через раскрытие физики постоянной тонкой структуры Прямая : вычисление отношения фундаментальных зарядов, известного в физике только экспериментально Эксперимент*): *) Физ. энцикл. Т С.234.

13 13 Физика константы скорости В нелокальной версии термодинамики Из этого отношения следует: Константа скорости в физике лишь по формальным соображениям размерности является « скоростью». В действительности это фундаментальная постоянная пространственно- временной метрики физического времениподобного вакуума. Независимость с=const от скорости источника света. Почти классическое дальнодействие при с=const. Ошибочность эйнштейновского принципа относительности одновременности ( фантазии о путешествии во времени).

14 Контрольные вопросы к пройденному материалу Системный анализ и НВТ. Минимальный термодинамический масштаб. Сущность макроквантования. Физика константы скорости. Методологические особенности НВТ. О перенормируемости физических теорий Верификация теории. 14

15 Из векторного анализа В электродинамике широко используются производные от векторных функций -дивиргенция При шаровой симметрии Тогда в электродинамике доказывается, что 15

16 Массаотдача Уравнение сохранение массы Для сферических коорднат В дискретной форме где Откуда где 16

17 Особенности ур. массобмена Движущая сила по умолчанию (химич. потенциал) Ур.прямого действия (без коэф. массообмена) Расчет на основании табулированных параметров Массообмен с минимумом производства энтропии Легкость формулирования термоодинамического КПД на основании плотности потока массы 17

18 Глобальные проблемы экологии и НВТ НВТ устанавливает единство законов эволюции в физике и биологии (см. слайд «Два закона эволюции») НВТ рассматривает все необратимые процессы только вблизи равновесного состояния, т.е. с минимумом производства энтропии Это означает, что теория НВТ изначально ориентирована на энергосбережение 18

19 19 Два физических закона эволюции Первый - результирующий, квантово-релятиви- стский закон понижения энтропии, определяющий «стрелу времени» в обобщенной термодинамике (аналог биологической эволюции Ч. Дарвина). Второй – классический, диссипативный закон повышения энтропии (второе начало классической термодинамики). Результирующая «стрела времени» направлена на понижение энтропии.

20 20 Последовательность введения и рассмотрения квантовой гравитации 1.Доказательство существования в макроячейке равных по величине гравитационных зарядов двух знаков очень большой массы (ур. Пуассона). 2.Формулирование аналога принципа эквивалентности ОТО: инерционная масса термодинамич. ячейки порождена положительной разностью двух гравитационных зарядов (вторая гипотеза НВТ). 3. Привлечение метрики Минковского приводит к виртуальной массе бозонных и фермионных гравитонов и рассмотрению особенностей времениподобной, пространственноподобной и нулевой метрик.

21 21 Термодинамическое квантово- релятивистское определение времени Физическое время – осредненная, интегративная, мера изменчивости, порождаемая квантово-релятивистской природой фундаментального элементарно- го термодинамического уровня материи, где время необратимо, дискретно, неоднородно, иерархично, динамичеcки- эволюционно и циклично. Учитывая вечную эволюцию метрики, заключаем: «В любое место нельзя ступить дважды...»

22 22 Квантово-релятивистская термодинамическая космология Майков Виктор Павлович, д.т.н., проф Московский государственный университет инженерной экологии Введение в структуру современной фунда- ментальной физики недостающего элементарного макроскопического уровня обобщенной термодинамики приводит к новой области физики – термодинамической космологии. Литература: В.П. Майков. Расширенная версия классической термодинамики физика дискретного пространства-времени. МГУИЭ, Москва (1997).

23 23 Аналог принципа эквивалентности ОТО Гравитационные заряды макроячейки (поспе использования ур. Пуассона) : Например, при Т=300К величина (скрытая масса) Аналог принципа эквивалентности гравитационной и инерционной массы (гипотеза о происхождении массы макроячейки - m) откуда

24 24 Метрика Минковского Времениподобная: (фермионные гравитоны), порождает силы инерции, «пятую силу». Пространственноподобная: (бозонные гравитоны), порождает дальнодействие, нелокальность, слабое взаимодействие, многомирие. R – радиус вакуумного горизонта событий, или радиус термодинамического окружения макроячейки,четвертая пространственная координата. Нулевая: порождает два предельных сингулярных непроявленных состояний: Вакуумное высокотемпературное состояние с планковкими масштабами, «белая дыра». Вещественное низкотемпературное чернотельное состояние, «черная дыра».

25 25 Времениподобная метрика и «пятая сила» Порождает виртуальные фермионные гравитоны с массой со скоростью взаимодействия Например, для воды при нормальной температуре Метрика ответственна за проявление сил инерции- «пятая сила», а также за связь гра- витации с электромагнитодинамикой.

26 26 Пространственноподобная метрика и дальнодействие Порождает бозе-гравитационное возмущение температуры и дальнодействующие гравитоны образуя пространственноподобное вакуумное окружение макроячейки с горизонтом событий четвертая пространственная координата Дальнодействие связано со свойствами метрики, а не с превышением скорости света.

27 27 Нулевая метрика Порождает два особых предельных, сингулярных, состояний, в которых радиус макроячейки равен радиусу горизонта событий. Высокотемпературная вакуумная сингулярность, известная как планковский масштаб, а также как «мини- черная дыра», «белая дыра» - локальное начало эволюции материальной среды из высокотемпературной области с локальным явлением «Большого взрыва», принимаемое физикой за абсолютное « начало» Мира. Низкотемпературная вещественная сингулярность, известная как «макро-черная дыра»- предельное локальное состояние эволюции вещественной среды в низкотемпературной области.

28 28 КМ и обобщённая термодинамика ( К проблеме интерпретации квантовой механики) КМ – приближенная модельная система для описания элементарного метастабильного состояния без участия квантовой гравитации. Минимальная макроскопическая термодинамическая ячейка есть максимальный микроскопический объем КМ. Однако термод. ячейка – макроквантовая, релятивистская. Ячейка КМ – микроскопическая, только механическая. Вывод: проблемы необратимости времени, «коллапса волновой функции», нелокальности, (дальнодействия), квантовых корреляций, многомирия, планковских масштабов и мн. другие проблемы необходимо обсуж- дать и решать в рамках обобщенной термодинамики.

29 29 Относительна ли одновременность? Дальнодействие В обобщенной термодинамике физический смысл фундаментальной константы скорости в пространственно- временном вакууме принципиально меняется. Последняя выступает как константа физического вакуума в форме отношения двух фундаментальных зарядов, а также как характеристика дискретной пространственно-временной метрики В пространственноподобной метрике дискретные величины и космологически огромны, и дальнодействие определяется не константой «скорости» с а, величиной дискрета времени

30 30 Уточненный планковский масштаб (вакуумная сингулярность) Планковский радиус Термодинамическая температура Планковская масса= массе фотона = массе гравитона Величины электромагнитного, гравитационного из- лучения и давления фотонного газа равны: т.е. имеет место аналитическое объединение электромагнитного и гравитационного взаимодействий

31 31 Сравнение электромагнитного и гравитационного излучения Электромагнитное когерентное излучение Гравитационное излучение Их отношение по величине Для Солнца (оценка ОТО Для планковского масштаба в НВТ (точно)

32 32 «Происхождение» фундаментальных констант Определены через ( Подстрочные индексы сингулярности опущены) Фундаментальный параметр метрики («скорость» света) Гравитационная постоянная Постоянная Больцмана Постоянная Планка Это означает, что система основных единиц СИ в физике может быть, по- видимому, сведена к четырем параметрам.

33 33 Черные дыры ( критическая стадия) Температура Масса Плотность Дискрет времени..... Радиус « гравитационный»... Квант скорости Планковский радиус !....

34 34 Космологическая «постоянная» теории относительности Согласо ОТО плотность энергии вакуума Согласно НВТ Из этих соотношений следут значение космологической «постоянной»: где радиус элементарной ячейки т.е значение параметра полностью определяется гауссовой кривизной пространства.

35 35 К проблеме верификации квантовой гравитации Согласно современной теоретической физике время жизни протона составляет Косвенный эксперимент : Первая попытка: Вторая попытка: Обобщенная термодинамика дает:

36 36 Фрагменты термодинамической «Картины Мира» Вселенная - вечно расширяющаяся система физического вакуума в области с относительно ничтожно малым вещественным ядром (метагалактикой). Метагалактика – космологически стационарная, постоянно локально обновляемая, в основном вещественная подсистема с метагалактическим циклом для отдельных обновляемых элементов подсистемы (галактик). Стадии цикла: высокотемпературная сингулярность – эволюция материальной среды с понижением температуры и энтропии – низкотемпературная сингулярность – диссипативный фазовый переход, переводящий элементы подсистемы вновь к высокотемпературной сингулярности. Размеры всей Вселенной определяются потенциальной бесконечностью (см. далее).

37 37 Метагалактический цикл Период метагалактического цикла существования отдельных галактик между двумя сингулярностями: Верхняя оценка радиуса Метагалактики с «реликтовым» излучением составляет Текущий радиус Вселенной определяется потенциальной бесконечностью при.

38 38 Некоторые другие особенности НВТ Выход: в квантовую механику, наномасштабы, «многомирие»; синергетику; биофизику (физику жизни). Отсутствие: наблюдателя в структуре теории, антропного принципа, причинно- следственных связей на микро- и мега- уровнях, принципа «одновременности» частицы и волны в дискретной интерпретации НВТ, абсолютно точных законов сохранения в локальных теориях (некорректность теоремы Нетер) и др.