Чудеса космической газодинамики. Мой комментарий

На мой взгляд, похожие на "горелку" или "ожерелья из бусин" явления известны в гидро-газодинамике. Например, известная картинка падения капли молока на поверхность воды демонстрирует рождение некой "короны", получающейся в результате разрушения капли сначала на расширяющееся кольцо, а потом разрушение кольца на отдельные капельки. Или обтекание ламинарным потоком вязкой жидкости (газа) круглого цилиндра или плоского крыла, когда за цилиндром (краем крыла) образуется из-за трения сначала цилиндрический вихрь, который затем разрушается на отдельные довольно упорядоченные сегменты.

Корона после падения капли молока
Корона после падения капли молока
Гидродинамическая неустойчивость в пограничном слое и развитие турбулентности по Козлову В.В. (ИТПМ)
Гидродинамическая неустойчивость в пограничном слое и развитие турбулентности по Козлову В.В. (ИТПМ)


Первое явление молочной "короны", кажется, вообще не имеет объяснения (можно дать ссылку на журнал УФН), а второе даёт объяснение только появлению цилиндрического вихря, как следствие (волновой) гидродинамической неустойчивости пограничного слоя. Я же имею несколько экзотическое объяснение этим вещам, которое связано с фундаментальным принципом наименьшего действия, проявляющегося в том, что возмущение окружающего пространства должно быть минимальным. В этом смысле квази-двумерное течение жидкости на плоскости, составленное из упорядоченных (элементарных) вихрей, сначала собирается в один или несколько цилиндрических вихрей, а затем каждый цилиндр разрушается на отдельные сегменты в виде бусин примерно равного размера. Здесь работает такая закономерность: поверхность плоской пластины уменьшается при переходе к поверхности цилиндра, равного с пластиной объёма, а близкая к сферической поверхность бусин уменьшается ещё меньше. В каком-то смысле это похоже на собирание из-за поверхностного натяжения разлитой воды в капли.

Вот только для объяснения представленной Вами "космической горелки" понадобится предположение об очень быстром вращении сверхновой до её взрыва. Тогда "сброс" звездой своей оболочки в одной плоскости (тоже предположение), проходящей через её ось вращения даст кольцевой расширяющийся тор с вращающейся внутри тора субстанцией. А дальше — разрушение тора на бусины по описанному выше механизму, связанному либо с газодинамической неустойчивостью, либо с принципом наименьшего действия, который мне больше по душе.

А вот зажигание бусин — это ещё один интересный эффект. Я вот постеснялся у Вас спросить в предыдущем посте о взрыве сверхновой, откуда берётся (с чем связан) источник фотонов, приводящий к очень острому пику и особенно яркому излучению в начале взрыва сверхновой. Хотя теперь очевидно, что надо было спросить. Поскольку на "гифке" данного поста видно, что в центре "горелки" сначала возникает яркое кратковременное излучение и, возможно, поток каких-то частиц (ультрарелятивистских?), которые догоняют бусины и зажигают их (тормозное излучение?).

В общем, спасибо за пост. Он оказался для меня очень интересным.

PS. А две красноватых спирали — это, наверное, какой-то джет из собирающейся взорваться сверхновой, который описывает спирали из-за продолжающегося вращения испускающего этот джет звезды.

Посмотреть обсуждение, содержащее этот комментарий

Чем плоха дарвиновская эволюция видов? Мой комментарий

Изменение и образование новых видов было и есть сейчас? Было и есть. Чем это не эволюция?

Значит, спор идёт об определении понятия "эволюция", которая согласно Дарвину происходит путём естественного отбора. То есть, эволюция путём естественного отбора — это процесс, который следует из трёх фактов о популяциях: 1) рождается больше потомства, чем может выжить; 2) у разных организмов присутствуют разные черты, что приводит к различиям в выживаемости и вероятности оставить потомство; 3) эти черты — наследуемые. (Взято из Википедии.)

Вот я не пойму: чем плохо рождение большого потомства, даже если не все родившиеся могут выжить? Это реально существует в природе, например, огромное число семян у растений, мальков у рыб, и оно обеспечивает в первую очередь высокую вероятность продолжение рода в не всегда благоприятных условиях. В физической природе этому свойству вполне может соответствовать стремление системы к обладанию максимальной энтропией при достижении равновесия. Или, что почти то же самое, — стремление к максимально быстрому достижению равновесия, которое в условиях потока (стационарного или нет — без разницы) может и не быть достигнуто. Но стремление его достичь всё равно будет.

Или вот у разных организмов разные черты? Это же замечательно. С одной стороны это опять увеличение энтропии в следующем поколении, как увеличение возможных состояний для физической системы. Которые позволят и биологической, и физической системе следовать по многим различным путям в поисках возможного равновесия.

Или наследование различных черт? Сам механизм наследования требует отдельного обсуждения, но в его существовании нет ничего плохого. Наоборот, хорошие условия жизни дают большее и лучшее поколение, которое будет опережать (побеждать) поколение, родившееся в более неблагоприятных условиях. В физических системах я не могу найти хорошего примера наследования, да его может и не быть. "Если бы к бабушки был ..., это был бы уже дедушка." То есть, такая физическая система была бы уже "живой" системой. Могу лишь сказать, что в разных условиях физическая систему с химическими реакциями может вести себя очень по-разному, в зависимости от внешних условий. Так, например, процессы диффузионного горения природного газа в одном случае дают образование угарного газа СО при недостатке кислорода, а в другом — при достатке или избытке — сразу приводят к образованию углекислого газа СО2. Остаётся только из простой системы сделать сложную, в которой внешняя система контролировала бы поступление кислорода к внутренней и могла бы воспроизводиться до своего полного "сгорания", — и вот вам гипотетическая физическая система с наследованием разных свойств.

Получается, что с точки зрения науки физики проблема эволюции биологических видов не является какой-то особенной, тем более — неразрешимой. Мы просто пока очень мало знаем о самих физических процессах. А о биологических знаем ещё меньше.

Посмотреть обсуждение, содержащее этот комментарий

Четыре фундаментальные топологические структуры

Ладно. Раз такое дело, и оно связано с "Оккультной химией", вопрос по которой задал trita, расскажу Вам о том, что пока неизвестно современным физикам и химикам, но мне стало немного понятно в связи с рассмотрением структуры кванта действия h как дискретного элемента разных физических пространств. Мне хотелось бы написать об этом отдельный пост, но пока я только обдумываю его содержание. Речь пойдёт об одной топологической структуре фотонов - представителей ЭМ пространства и трёх структурах материальных частиц - представителей ядерного пространства, которые обладают массой, зарядом и спином. Всего ЧЕТЫРЕ фундаментальных топологических структуры, из которых составлен окружающий нас мир.

ФОТОН - это два зацепленных и "ортогональных" друг другу кольца, один из которых - магнитный поток, другой - ток электрического смещения. Когда фотон движется, а он не может находиться в покое, каждое кольцо "ослабевает" и переходит в своего "растущего" соседа, затем тот "ослабевает" в свою очередь и переходит в кольцо соседа, но уже с противоположным направлением своего потока. Но о нём сейчас не будет идти речь, поскольку нас интересует атом водорода - составное пространство, в котором фотоны находиться не могут. О структуре фотона уже упоминалось в предыдущих постах

МАССА у таких частиц, как электрон, протон, предположительно составной нейтрон и других, им подобных, не может рассматриваться сама по себе. Чтобы обеспечить искривление ЭМ пространства гравитацией, частица, обладающая массой, должна быть окружена кольцевым потоком кривизны, направление которого не играет роли и должно рассматриваться как скаляр. Поток просто есть, и всё - это гипотеза. Таким образом, каждая массивная частица может рассматриваться как следующая - вторая топологическая структура - сфера, окруженная кольцом. Об этой структуре также упоминалось ранее.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД у электронов и протонов окружен кольцевым магнитным потоком, величина которого равна известному кванту магнитного потока μ и направление которого уже является важным. Для положительного заряда направление потока - одно, для отрицательного - противоположное. Это - третья топологическая структура, нами также упоминаемая ранее. Она похожа на некую сферу, окруженную кольцом, направление потока в котором играет важную роль.

СПИН (полуцелый) у электронов и протонов связывается сейчас с их собственным "вращением", но вращением, тем не менее, не являющимся. Это "вращение" можно представить себе как кольцевой ток электрического смещения вокруг частицы, уже обладающей массой и зарядом. Направление кольцевого тока имеет значение, поскольку им определяется магнитный момент электрона, протона и составленных из них частиц. Это четвёртая топологическая структура, и она похожа скорее на тор, чем на сферу с кольцом. Только тор не двумерный, а ТРЁХМЕРНЫЙ, поскольку "внутренность" у тора тоже важна.

Об этих четырёх топологических структурах я собирался написать немного позже в связи с утверждениями математиков У. Тёрстона и его последователей, что все возможные топологические структуры ТРЁХМЕРНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (в четырёхмерном пространстве) уже изучены, их там всего ВОСЕМЬ разных, и ничего нового найти больше нельзя. Я же придерживаюсь иного мнения, что всё, возможно, только начинается, если попытаться рассмотреть динамику взаимодействия и взаимных переходов этих структур. Даже название такое придумал: "Динамика топологических структур".

Кроме этого, мне хотелось бы рассмотреть зацепления Хопфа, которые получаются в нашем трёхмерном пространстве в виде перевитых друг с другом спиралей, если рассматривать траекторию движения частицы на трёхмерной сфере постоянного радиуса. То есть, когда движение частицы является неким инвариантом, и для их описания используются кватернионы. Это могло бы объяснить зацепленную структуру двух колец у фотона и, возможно, остальные топологические структуры материальных частиц.

Возвращаясь к вопросу trita о степени справедливости описания структуры атома водорода, изложенной в "Оккультной химии", можно сказать, что рассмотрение взаимодействия трёх описанных выше топологических структур могло бы как-то приблизиться к существующему там описанию. Но уверенности в этом нет. Да и нужды особой в этом может не быть, учитывая, что описанные в структурах кольцевые потоки должны сильно "интерферировать" друг с другом, взаимно обнуляя их внутри атома. Тем не менее, представленная в "Оккультной химии" спиральная структура мельчайших сущностей "ану" в атоме водорода очень уж напоминает зацепления Хопфа.

Не судите строго, "я ещё только учусь". Но очень надеюсь, что вам было интересно.

Искренне Ваш, Дулин Михаил.

Вот!

И тут вращение пространства: https://hightech.fm/2021/06/15/structures-spinning . Но по-прежнему удивительные явления в космосе учёные пытаются объяснить гравитацией.

А на самом деле это уже "тянет" на экспериментальное подтверждение того, о чём недавно говорилось в моих последних постах https://vida-louca.livejournal.com/47758.html и https://vida-louca.livejournal.com/47912.html .

"Жернова Господни мелют медленно, но неумолимо."

Что происходит вокруг? Мой комментарий

Это такие эксперименты над людьми, чтобы сделать их управляемыми. Управляемыми настолько, чтобы они могли вредить сами себе и своим естественным потребностям. Чтобы разрушить свою культуру, создаваемую веками, и заполнить её масс-культурой, напоминающей бред сумасшедшего. Чтобы белое сделать черным.

В дни моей молодости я удивлялся неестественной культуре хиппи, свободной любви и необыкновенной популярности Битлз и подобных ансамблей, наполненных, прямо скажем, животным ритмом и громкой музыкой. Хотя последнее мне почему-то нравилось. Теперь становится понятно, для чего тогда разрушалась традиционная культура социальных отношений. Как и то, зачем после революции 17 года некоторые пытались у нас разрушить привычные семейные отношения.

Ужасно то, что наша молодёжь не понимает, что происходит вокруг. Мне мои достаточно молодые дети жалуются, что стало трудно проводить свободное время с их сверстниками противоположного пола. Не о чем поговорить, нельзя просто погулять, отношения в парах быстро скатываются к предложению "лечь в койку". Они уверены, что это просто "время такое", что их поколение стало инфантильным. Что кино, клипы, театры и разные передачи просто отражают жизнь такой, какая она есть. Я же уверяю их, что всё ровно наоборот: это кино и всё остальное вокруг, что они видят и слышат, превращает их в такое "бессмысленное поколение". Что их хотят превратить в "неразумных животных", для которых "за сценой" уже готовится нужный "пастырь". Мои правильные дети не верят мне, они даже в мыслях не могут допустить, что мир настолько сошел с ума.

Что мы можем сделать? Думаю, мало что. Ведь то, что происходит с нами — это объективный процесс, нравится нам это или нет. Известна поговорка: "И на старуху бывает проруха (болт с резьбой)". Значит, те, кто пытается разрушить нас и нашу культуру, должны будут сами себя уничтожить тем, что направлено против нас, что рано или поздно отскочит от нас и вернётся к ним. А нам нужно быть стойкими как "оловянный солдатик" и тщательно ограждать наших ближних от тлетворного влияния Запада разрушения наших с ними тёплых и дружеских отношений. Для наших детей и внуков единственным спасением может быть только наша любовь в окружающем мире зла и похоти. А со временем на этот тёплый огонёк и друзья с единомышленниками подтянутся.

Посмотреть обсуждение, содержащее этот комментарий

Снова о вращении пространства. Мой комментарий

Спасибо за приглашение провести совместный семинар. Это значит, что найдётся по крайней мере один человек, готовый выслушать мои "бредни".

Жаль, что у меня пока мало что есть на тему вращения пространства в звёздных системах и галактиках. И ослабления этого вращения на краю системы. Только основная идея и некоторые поддерживающие её факты из разных областей физики. К ним можно отнести:
1. Сам квант действия h, как элемент пространства, представляет собой вращение или его возможность, когда этому элементу, с частицами или без, можно приписать некий момент импульса.
2. Кое-какие знания о свойствах пространства, возникающем при плавлении кристалла, указывающие на дополнительном возникновении некой двухуровневой системы из-за увеличения в системе удельной энтропии k*ln2. Эти два уровня было бы естественно трактовать для жидкости как вращение (on) некой области пространства с частицами и как его отсутствие (off).
3. Вращение электронов в достаточно сильном постоянном магнитном поле, проявляющееся в целочисленном квантовом эффекте Холла, указывает, как мне кажется, на фундаментальный предел этого вращения в некоем внешнем пространстве для электрона, быстрее которого электрон не может вращаться, двигаясь по замкнутой траектории, через площадку внутри которой "проходит" один квант магнитного поля. Этот фундаментальный предел мне бы очень хотелось использовать при объяснении турбулентности, возникающей при определённых условиях в ламинарном течении жидкости или газа. Но не решаюсь пока заняться этим вопросом глубоко.
4. Тот же эффект Холла при более слабых, докритических магнитных полях показывает возможность распределения одного кванта действия по нескольким частицам сразу, что связывает их в одну целую "когерентную структуру", не способную разрушится при слабых воздействиях, пока какой-нибудь частице из коллектива не достанется свой собственный квант действия. Тема "когерентных структур", знаю, является сейчас модной, например, при описании закрученных струй жидкости или газа. Думаю, планетную или звёздную систему тоже можно рассматривать в некотором смысле как "когерентную структуру". Здесь можно было бы обсудить также и тему «запутанных частиц», но более серьёзно. С позиций того, как это делает с частицами общий для них квант действия.
5. Очень бы хотелось перейти от представления вращающегося пространства с частицами к вращающемуся пространству без частиц. Но без частиц вращение пространства было бы затруднительно определить экспериментально. Это можно было бы почувствовать только косвенно, например, когда привлекается понятие "тёмной материи" или в ещё каких-нибудь трудно объяснимых случаях. Ведь движение элементов самого пространства не будет испытывать никакого трения, поскольку некому отдать энергию своего движения. Этот момент у меня пока ещё плохо продуман. Но уверенность в сказанном постоянно растёт.
6. И наконец, мне известна по крайней мере одна работа (Фридман А.М. УФН, 2007, Т.177, №2, с.121. Предсказание и открытие новых структур в спиральных галактиках), опубликованная на тему моделирования вращения галактик тарелкой с мелкой водой. Это было в своё время сильным мотивом для меня рассмотреть идею вращения пространства.

Если я смогу в ближайшее время (скажем, до конца лета) разобрать эти шесть тем более детально и обоснованно, я дам Вам знать, и мы попробуем что-нибудь придумать. Но боюсь, тема №3 возникновения турбулентности может оказаться настолько обширной и глубокой, что даже до конца года с ней не удастся управиться. В любом случае Ваше приглашение осталось у меня в голове, значит, работа будет двигаться.

Искренне Ваш, Дулин Михаил.

Посмотреть обсуждение, содержащее этот комментарий

Собственное вращение пространства как альтернатива "тёмной материи". Мой комментарий

С удовольствием читаю Ваш препринт. Даже дух захватывает, насколько Ваш подход в учёте столкновений частиц в разреженном газе может оказаться тем же самым, что и рассматриваемое мной вращение самого пространства, разные слои которого испытывают "трение" друг о друга из-за столкновения в них частиц.

Мы опять с Вами оказываемся по разные стороны "баррикад", как это было с финслеровым пространством: Вы рассматривали его как сплошное, я — как составленное из дискретных элементов — квантов действия h.

Продолжаю читать препринт дальше. Желаю успехов на семинаре!

Посмотреть обсуждение, содержащее этот комментарий

О разных свойствах разных пространств. Мой комментарий

Это пост появился в связи с продолжающимися комментариями у И-П и сам является продолжением предыдущих двух. Он является ответом на вопрос nezrim'а: "Меня удивляет, что спин квантуется, подобно заряду. При том, что это векторная величина. А вот импульс, например — НЕ квантуется.  Хотя, вроде бы, импульс ближе по смыслу к спину, чем заряд".

Это действительно может удивлять и Вас и меня. Но только до тех пор, пока в этом не попробуешь разобраться. А разбираться приходится глубже, чем позволяют существующие в физике представления. Приходится привлекать новые, пока ещё в виде гипотез, представления о дискретной структуре пространства. Причём рассматривать разные пространства, иначе более понятно не получится.

Дело вот в чём. Я уже упоминал ранее, что существуют два основных физических пространства и одно промежуточное между ними. Существует пространство, условно называемое "ядерным", элементами которого являются такие частицы, как протон, электрон и предположительно составленный из них нейтрон. Все они обладают дискретными массами, дискретным (или нулевым, как нейтрон) зарядом и дискретным спином, полуцелое значение которого "превращает" их в фермионы со своей интересной статистикой поведения в своём коллективе. Таким дискретным этот "фермионный" мир придумал Создатель или ещё кто-то, и с этим ничего не поделаешь. И  глубже этого понимания мы пока "копнуть" не можем.

Есть пространство электромагнитное, которое окружает нас и которое мы наивно считаем единственным пространством во всём мире. Это пространство заполнено его возбуждёнными элементами - фотонами, которые массой и зарядом не обладают, но имеют целый (единичный) спин, который "заставляет" их быть бозонами со статистикой свободно существовать вместе и проникать друг через друга. Опять сошлёмся на Создателя, который не стал "фиксировать" конкретные значения импульса и энергии фотона, а позволил им принимать любые значения в рамках величины одного кванта действия h=pλ=Eτ с условием быть жестко связанными через E=pc. Зачем это было нужно Создателю, мы не знаем, но можем предположить, что создавая этот мир, Он планировал поместить дискретные частицы-фермионы в кажущийся нам непрерывным бозонный мир фотонов и сделать так, чтобы получившийся мир был не только устойчив, но и обладал при этом огромным числом всевозможных вариантов. Наглядным примером этого является весь неорганический и органический мир, способный к тому же стать ещё и живым при таком богатстве возможностей.

Ещё есть промежуточное пространство, заполненное в атоме электронами и расположенное между ядром и окружающим электромагнитным пространством. Оно отличается и от одного, и от другого пространства, поскольку электроны там ведут себя не так, как в остальных. В ядро электроны стараются не попадать, так как в своём привычном виде они там существовать не могут, а в электромагнитном — вполне, занимая там место фотона, равное одному кванту действия h. И вот потому, что они занимают место фотона, импульс электрона может принимать любое значение в рамках величины кванта действия h=pλ. В точности, как это делает сам фотон. А вот внутри атомного пространства электронных оболочек электрон так вести себя уже не может. Это - другое пространство. Там у него вообще нет импульса, как отдельного свойства. Там ему позволено иметь только момент импульса и участвовать в общем вкладе всех электронов в орбитальный момент атома. Поскольку спин электрона тоже является моментом импульса (собственным), ему тоже "позволено" проявлять себе внутри этого пространства и участвовать в формировании полного орбитального момента атома. Поскольку пространство в атоме — иное, спину "позволено" показывать в измерениях только свою проекцию на некоторое выделенное естественным образом или выбранное нами направление. В пространстве электромагнитном такого требования нет. Более того, из-за его изотропности, тесно связанной со свойствами фотонов, направление импульса электронов может быть произвольным с соответствующей ему классической проекцией на какое-либо направление. А вот со спином такой "номер" не проходит. Спин электрона ничего не замещает в пространстве фотонов подобно тому, как это делает масса электрона, превращаясь в импульс при его движении. Электрон вынужден существовать "рядом" с импульсом и быть с ним сильно связанным, придавая ему дополнительные свойства, одно из которых проявляется, например, в уравнении Дирака при релятивистском движении электрона. И здесь, также как в атоме, спин электрона не может иметь своего собственного направления, и вынужден показывать в измерениях только три значения своей проекции: -1/2, 0 и +1/2 в единицах ћ=h/2π.

Посмотреть обсуждение, содержащее этот комментарий

О физическом пространстве. Мой комментарий

Сначала в своём воображении нужно допустить, что известное математическое пространство-время не является физическим пространством. Оно является классической моделью некого сплошного пространства, которое на самом деле является дискретным, но выглядит таким, как если бы мы смотрели на травяной газон или песчаный пляж с высоты высокого здания. Когда травинки и песчинки "сливаются" в единое целое.

Затем нужно думать, что может являться элементом дискретного пространства. Хороший в некотором смысле пример — фотоны, которые неизвестно, что собой представляют, но зато всегда ведут себя как дискретные элементы с импульсом p=h/λ и энергией E=hν, связанных между собой через скорость света c=E/p.

Было непросто, но потихоньку стало понятно, что окружающее нас электромагнитное пространство составлено из элементов h — квантов действия, известных под именем постоянной Планка. И что фотон является возбуждением одного элемента этого пространства, а в большом коллективе фотоны ведут себя как электромагнитная волна. Мне до сих пор трудно себе представить, как однородное и изотропное трёхмерное пространство может быть составлено из одинаковых квантов h, которые в возбуждённом состоянии превращаются в фотоны, обладающие столь разными линейными "размерами" λ=h/p. И благодаря чему мы имеем постоянные размеры привычных нам предметов так, что придумали даже эталонный метр, хранящийся сами знаете где. Ведь фотоны — это бозоны, которые свободно проходят друг через друга и для них нет края или границы, за который наш глаз мог бы зацепиться.

А причина по крайней мере постоянства линейных размеров состоит в присутствии в нашем ЭМ пространстве элементов другого пространства — фермионов по своей природе, которые могут собираться в плотные структуры, но не могут проникать друг в друга. Было уже известно, что электроны, протоны и нейтроны являются такими фермионами. Последние два типа частиц образуют ядра в атоме, электроны с ядром образуют атом, и первая боровская орбита в атоме водорода имеет своё определённое строгое значение. Тут боровская орбита — классическое понятие и нужны как бы другие слова, ну да ладно, не будем усложнять. А дальше атомы образуют кристаллы, жидкости и пар, которые хоть и могу меняться под действием температуры и давления, но постоянство боровской орбиты внушает уверенность в стабильности нашего мира.

Так вот, чтобы быть универсальным в подходе к построению разных физических пространств, приходится допустить, что упомянутые фермионы "сделаны" из совсем другого пространства — отрицательной кривизны и ограничены чем-то вроде ленты Мёбиуса в соответствии со словами профессора Буяло. А размер элемента другого пространства следует взять тоже равным кванту действия. Не просто по аналогии с фотонами, но и для того, чтобы разные пространства могли обмениваться квантами одинаковой величины. Что, кстати, сразу даёт понимание, почему тела вообще приходят к термодинамическому равновесию, а не болтаются как ... , благодаря известной обратимости законов классической механики во времени. И "до кучи" требует введения нового закона сохранения — сохранения полного числа квантов действия в замкнутой системе. А законы сохранения энергии, импульса и момента импульса выводятся из него также, как в своё время сделала Эмми Нётер с классическим интегральным действием в механике.

И последнее. Если электрон имеет импульс p, он представляет собой квант действия h в своём пространстве, он занимает в окружающем ЭМ пространстве место фотона также размером в один квант действия, он обладает собственным моментом импульса или спином величиной 1/2ћ, его другое свойство — электрический заряд также имеет величину q=h/μ, где μ — квант магнитного потока (и, может быть, тоже занимает своё место в каком-нибудь абстрактном для нас пространстве), обладает массой m, тоже имеющей отношение к кванту действия. Последнее даёт путь к построению гравитации, но об этом как-нибудь в другой раз.

Продолжение в связи с вопросом division___bell: "Я всегда думал, что постоянная Планка — это всего-навсего коэффициент, числовое выражение ( т.е абстракция в рамках модели), связывающее величину энергии (импульса) с частотой. Но тут вы говорите об этой постоянной как о реально существующем некотором объекте, который обладает определенными свойствами. Как такое возможно и что именно имеется в виду??"

Это действительно трудный момент — перейти от простой константы Планка, пусть и фундаментальной, но появляющейся для нас всего лишь в математических формулах и уравнениях, к реальному элементу некого пространства, имеющему весомый физический смысл.

Тут я напомню ещё об одном малоизвестном моменте в научной жизни Планка, который случился уже более ста лет тому назад, но имевший, я думаю, для Планка такое же важное значение, как для меня упоминавшаяся выше лекция Буяло. Этим моментом было письмо Больцмана Планку, в котором мэтр отвечал на заданный ему вопрос о том, как можно было бы преодолеть "ультрафиолетовую катастрофу" в вычислении полной энергии электромагнитного излучения в некой замкнутой полости. Больцман посоветовал Планку рассмотреть конечной энтропию излучения, заключенного в полости. Конечная энтропия означала бы конечное число возбуждений ЭМ поля в полости. По ходу дела оказывалось, что конечным было число элементов вполне конкретной размерности — момента импульса, то есть действия. Тогда в этом не было ничего удивительного, если вспомнить, что Больцман сам ввёл свою константу k в формуле для энтропии с размерностью энергии, делённой на градус Кельвина. И Планк всегда утверждал, что он открыл именно квант действия, а не, скажем, квант энергии.

Вот так кванты действия h стали "заполнять" область внутри полости. Эйнштейн, видимо, первый понял физический смысл кванта действия как возбуждённого фотона в рассматриваемой полости, но смысл кванта как дискретного объекта приписал тогда энергии фотона. Чем "увёл" развитие физики с "верного" направления в другую сторону, удобную для классической механики того времени. А Планк почему-то долгое время не верил в то, что любое ЭМ поле дискретно и состоит из фотонов. Он допускал дискретными всего лишь порции излучения, спускаемые стенками полости, а само излучение внутри неё — непрерывным, а конечным — только число порций энергии, которыми излучение в полости обменивается со стенками. 

Нам может показаться странным для Планка останавливаться на полдороги, но что было — то было.


Посмотреть обсуждение, содержащее этот комментарий

О спине частиц. Мой комментарий

Спин, как и заряд, и масса относится к фундаментальному, базовому свойству окружающего нас мира. Спин просто есть у любой частицы и всё. Так задумал Создатель, или оно само нечаянно случилось. О спине речь заходит обычно тогда, когда говорят об электронах, но спин также есть у обладающих массой нуклонах (протонах и нейтронах) и у безмассовых частиц — фотонов. Есть спин и у других частиц, живущих недолго или состоящих из нескольких. Спин можно рассматривать как вектор ("стрелочку"), но очень специфически. Если выбрать какое-либо направление в окружающем пространстве, то спин всегда будет направлен или вдоль этого направления, или обратно, или поперёк него. И никак иначе — это интересное свойство, не имеющее аналога в классическом мире.

Измеряется спин в единицах кванта действия h, делённого на величину 2π, равную полному обороту. И это не случайно. Одни частицы — бозоны — обладают целочисленным или нулевым спином, который можно соотнести с тем, какой оборот сделает условная "стрелка", двигаясь по замкнутой кривой в трёхмерном пространстве. Движение по такой кривой даёт целое число оборотов "стрелки". Другие частицы — фермионы — обладают полуцелым спином, и это соответствует, например, половине оборота "стрелки", движущейся по замкнутой линии на поверхности ленты Мёбиуса. И всё это потому, что фотоны принадлежат к элементам одного типа физического пространства, а электроны с нуклонами — элементам другого. Принадлежность частиц к разному типу пространства приводит к разным типах их статистики в коллективе (и разной симметрии их волновой функции — как следствию). Бозоны подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна и могут свободно проникать друг через друга. Фермионы обладают статистикой Ферми-Дирака и могут "жить" только поодиночке или в паре, но с противоположно направленными спинами (работает принцип запрета Паули).

Общепринятым сейчас считается представление о спине как о собственном моменте импульса частицы, то есть о вращении частицы. Но это довольно грубое представление, ибо пришлось бы допустить сверхсветовую классическую скорость на поверхности электрона, обладающего некоторым классическим радиусом. Но всё же представление о спине как о некотором "собственном вращении" стоит оставить, поскольку размерность кванта действия — это момент импульса. Кроме того, направление спина оказывается связанным с направлением "вращения" частицы, что бы мы под этим не понимали. Изменение направления спина на противоположное меняет и направление "собственного вращения".

Представление о спине как о "вращении" некой плотности распределённого заряда полезно и при рассмотрении магнитного момента электрона, протона и нейтрона, с которыми связаны магнитные свойства многих материалов. Как показывает таблица Менделеева, спин играет чрезвычайно важную роль в последовательности плотной упаковки электронов вокруг ядра атома, следуя в некотором смысле принципу наименьшего действия. Наличие спина у электрона оказывается принципиально важным при его движении в электромагнитном пространстве, о чём свидетельствует релятивистское уравнение Дирака и соответствующая математическая интерпретация Пенроуза. Наверняка, есть важное применение спина и у других частиц и, в том числе — у бозонов.

Итак. Спин есть свойство, необходимое природе. Без него были бы невозможны многие существующие физические явления и свойства частиц. Его существование тесно связано с квантом действия h (постоянной Планка), который является универсальным дискретным элементом физического пространства. Существование полуцелого спина у одних частиц и целого у других делит их не только на два разных мира с разными статистиками коллективного существования, но и позволяет обмениваться энергией между элементами разных пространств. Без такого обмена было бы невозможно устойчивое и динамически равновесное существование окружающего нас мира.

Посмотреть обсуждение, содержащее этот комментарий