1. Парадокс массы и энергии
Согласно формуле (3), при световой скорости релятивистская (инертная) масса элементарной частицы со сколь угодно малой массой покоя равна бесконечности. В связи с этим у неискушенного человека возникает нелепая мысль о том, что якобы нуль равен бесконечности.
На самом же деле, если вещественная частица является энергетически изолированной и консервативной системой (Е = const), то с увеличением досветовой скорости величина массы покоя т
убывает. Если v = с, то m
= 0. Это значит, что при световой скорости весомое вещество полностью превращается в чистую невесомую положительную энергию. А положительная энергия в обычных условиях не переходит в мир сверхсветовых скоростей.
Парадокс массы и энергии в теории относительности заключается не в каких-то таинственных сказках о весомых элементарных частицах, обладающих якобы бесконечно большим количеством энергии, а в том, что весомое вещество обязано превратиться в невесомую энергию, если его досветовая скорость приближается к скорости света.
2. Резонанс и скоростной барьер.
Зависимость релятивистской энергии E от отношения скоростей v/c при постоянном, но не равном нулю значении энергии покоя Е
изображена графически на рис. 7 в работе ([23], стр. 143-168).
Из формул (3) и (9) видно, что скорость движения вещества всегда меньше скорости света, а скорость движения энергоантивещества всегда больше скорости света. Движение со световой скоростью (v = с = 299 792 км/сек) для любой весомой частицы является не только энергетически самой невыгодной, но практически недостижимой и непреодолимой, ибо движение тела с такой скоростью требует бесконечно больших энергетических затрат, если даже его масса покоя будет сколь угодно малой, но не равной нулю, величиной.
Поэтому световую скорость (v = с) мы называем критической, барьерной или резонансной, а не предельной. Скорость света мы называем критической скоростью потому, что устойчивое существование весомой материи (вещества или антивещества) при такой скорости не представляется возможным вообще. Барьерной мы ее называем потому, что через нее невозможно перескочить. Резонансной мы называем эту скорость по следующей причине: если бы скорость весомой материи как-то пересекла критическую скорость, то ее энергия вела бы себя так же, как ведет себя амплитуда обобщенной координаты в теории незатухающих колебаний при прохождении через главный резонанс. Условие, которое требует бесконечно большого количества энергии для прохождения весомой частицы или весомого тела через световую скорость, мы называем энергетическим или скоростным барьером.
3. Бесконечно малая велична диапазона барьерной скорости.
В Материальном Мире нет ничего абсолютного. Следовательно, в нем нет и никакой абсолютной точности. Всякая точность относительна. Поэтому не следует ожидать, что скорости фотонов и антифотонов будут равны барьерной скорости «с» в абсолютной точности. Напротив, они должны отличаться друг от друга на чрезвычайно малую величину, которую мы не можем уловить практически ввиду ее чрезвычайной малости. Если, пренебрегая величинами высокого порядка малости, мы говорим, что фотон и антифотон рождаются в паре при критической скорости, то с учетом величин любой степени малости мы обязаны сказать, что они рождаются по разные стороны барьера в чрезвычайной близости от него.
Если скорость света ниже барьерной на сколь угодно малую величину, то фотоны не могут увеличить свою скорость и преодолеть энергетический барьер. Поэтому фотоны не могут внедриться в антифотоны и аннигилировать. Если скорость антифотонов выше барьерной на сколь угодно малую величину, то антифотоны не могут снизить свою скорость, преодолеть энергетический барьер и аннигилировать с фотонами. Мир досветовых скоростей недоступен для антифотонов точно так же, как мир сверхсветовых скоростей недоступен для фотонов.
Вот почему в нашем мире досветовых скоростей мы легко обнаруживаем фотоны, но не можем обнаружить вакуумные антифотоны. Живые существа и вещественные приборы, состоящие из положительной энергии, в принципе не могут обнаружить античастицы, состоящие из отрицательной энергии. В работе ([83], стр. 274) доказано, что если в заданной инерциальной системе отсчета скорость частицы меньше критической, то и в любой другой инерциальной системе отсчета ее скорость также меньше критической.
4. Устойчивые формы движения.
Из физики и химии известно, что наиболее устойчивым является такое состояние вещества, при котором его энергия минимальна, см., например ([21], стр. 88), ([23], стр. 146) или ([96], стр. 38-41). Согласно вариационному принципу Гамильтона-Остроградского, из всех возможных реализуется только лишь такое механическое движение, которое требует минимума энергетических затрат. Поэтому физические частицы и тела стремятся реализовать такие скорости движения, при которых энергия минимальна.
Из формул (4) и (9) видно, что движение материи становится энергетически более выгодным с уменьшением отрицательной энергии антивещества, происходящим по мере уменьшения его сверхсветовой скорости, или с уменьшением положительной энергии вещества, происходящим по мере уменьшения его скорости от критической до нулевой величины.
По мере снижения досветовой скорости вещества или сверхсветовой скорости антивещества движение становится энергетически более выгодным. По этой причине вещество имеет тенденцию снижать свои докритические скорости, а энергоантивещество – свои сверхкритические скорости, не пересекая, однако, критическую скорость.
5. Вещество и антивещество.
Положительная энергия может существовать не только в форме сплошной непрерывности невесомого поля, волны которого движутся со скоростью света, но и в форме весомого вещества, скорость движения которого всегда ниже скорости света. Точно так же отрицательная энергия может существовать не только в форме сплошной непрерывности невесомого и незримого вакуума, волны которого движутся со скоростью света, но и в форме весомого энергоантивещества, скорость движения которого всегда выше скорости света. Как черное тело невозможно увидеть в темноте, так энергоантивещество не может быть обнаружено в физическом пространстве. Такого рода энергоантивещество находится по ту сторону скоростного барьера и поэтому отталкивается от вещества антигравитационными силами, стремясь уйти от него как можно дальше.
Если бы мы могли как-то взвесить энергоантивещество, то нам бы пришлось весы поставить не на земле, а над землей, то есть энергоантивещество пришлось бы поставить не на весы, а между весами и землей. Однако если бы нам как-то удалось заключить большое количество вещества и энергоантивещества в чрезвычайно малом объеме, то их слияние и совместная катастрофичная аннигиляция (исчезновение), оказались бы неизбежными. Примером может служить Тунгусский метеорит, который вряд ли был вещественным телом и состоял из антивещества.
6. Диапазон возможных скоростей для вещества.
Мы уже знаем, что весомая материя ни в коем случае не может пересечь критическую скорость. Если весомая частица движется с докритической скоростью, то она не может самопроизвольно преодолеть энергетический барьер и перейти в мир сверхкритических скоростей. При насильственном переходе через скоростной барьер положительный знак квадратного корня в уравнениях (3) и (9) должен поменяться на отрицательный. Это указывает на то, что частица должна превратиться в античастицу, для чего ей понадобилось бы сначала увеличить свою энергию до положительной бесконечности, далее уменьшить ее от положительной бесконечности до нуля, а затем – от нуля до отрицательной бесконечности, что практически невозможно. Однако если бы частице как-то удалось проскочить через скоростной барьер, не превратившись в античастицу, то знак корня оставался бы положительным.
Любое весомое вещество, обладающее положительной массой покоя, может существовать в нашей Вселенной только лишь в состоянии движения при досветовых скоростях. Если бы весомое вещество достигло световой скорости, то оно превратилось бы в чистую невесомую энергию.
7. Диапазон возможных скоростей для энергоантивещества.
Если весомая энергоантичастица движется со сверхкритической скоростью, то она не может преодолеть энергетический барьер и перейти в мир докритических скоростей самопроизвольно. При насильственном переходе через скоростной барьер положительный знак квадратного корня в уравнениях (3) и (9) должен поменяться на отрицательный. Это указывает на то, что энергоантичастица должна превратиться в частицу, для чего ей понадобилось бы сначала уменьшить свою энергию до отрицательной бесконечности, далее увеличить ее от отрицательной бесконечности до нуля, а затем – от нуля до положительной бесконечности, что практически невозможно.
Однако если бы античастице, имеющей отрицательную массу покоя, как-то удалось проскочить через скоростной барьер, не превратившись в частицу, то знак корня оставался бы отрицательным. Согласно вариационному принципу Остроградского-Гамильтона, экономная природа не может позволить себе такой непростительной роскоши, как передача антивещественных сигналов от мира сверхкритических скоростей в наш мир докритических скоростей, и наоборот. Вот почему мы не можем обнаружить антифотоны и другие энергоантичастицы, несмотря на то что они непрерывно проносятся у нас под самым носом.
Любое весомое антивещество, обладающее отрицательной массой покоя, может существовать в нашей Вселенной только лишь в состоянии движения при сверхсветовых скоростях. Поэтому мы не можем его обнаружить до тех пор, пока его скорость не станет ниже (или равна) критической. Но если бы весомое энергоантивещество достигло световой скорости, то оно превратилось бы в чистую невесомую энергию пространственного вакуума.
Специальная теория относительности достоверно установила, что передача и прием вещественных сигналов со сверхсветовой скоростью не представляется возможным. Если бы сверхсветовая скорость вещества существовала в нашей Вселенной на самом деле, то мы рано или поздно обнаружили бы ее, ибо вещественные приборы в принципе могут зарегистрировать любые формы изменения положительной энергии. Поэтому сверхсветовые скорости могут принадлежать только лишь миру антивещества, обладающего отрицательной массой покоя. Античастицы, обладающие отрицательной массой покоя и движущиеся со сверхсветовой скоростью, принято называть тахионами, см. ([45] стр. 128-130) или ([83] стр. 283-289). Мы называем их энерго-античастицами, так как они представляют собой энергетическую противоположность частиц.
8. Волновое движение невесомой энергии.
Хотя масса покоя поля как чистой формы положительной энергии равна нулю, его релятивистская масса не равна нулю, ибо она положительна. Из уравнения (3) видно, что по этой причине невесомые элементарные частицы положительной энергии (фотоны) могут существовать только лишь в состоянии волнового движения при световой (критической) скорости: с = 299 792 км/сек. Всякие другие скорости для них совершенно неприемлемы. Аналогично: масса покоя вакуума равна нулю, а его релятивистская масса отрицательна, то есть не равна нулю.
Из уравнения (8) видно, что по этой причине невесомые элементарные частицы отрицательной энергии вакуума (антифотоны) могут существовать только лишь в состоянии волнового движения при световой (или почти световой!) скорости: с = 300 000 км/сек. Всякие другие скорости для них также совершенно неприемлемы. Это значит, что в громадном энергетическом океане пространственного вакуума Вселенной, который внешне нам кажется совершенно инертным и спокойным, на самом деле невесомые и незримые волны отрицательной энергии непрестанно бушуют с колоссальной скоростью с, близкой к 300 000 км/сек. Это также значит, что фотоны и антифотоны рождаются и умирают в паре только лишь при барьерной (световой) скорости, ибо всякая другая скорость для их существования, а следовательно, для их рождения и аннигиляции неприемлема.
В то же время невесомое поле, а следовательно, и невесомые элементарные частицы положительной и отрицательной энергии, не обладающие никакой массой покоя, могут существовать только лишь в состоянии волнового движения именно при критической (или почти критической!) скорости. Всякие другие скорости для них неприемлемы.
9. Закон четырех миров.
На основании всего изложенного и, опираясь на современные данные естественных наук, мы можем сформулировать закон четырех миров следующим образом:
Состояние любой объективной реальности существенно зависит прежде всего от скорости ее движения.
В связи с этим во Вселенной имеются следующие три основные формы материи: вещество (как весомый «концентрат» положительной энергии), поле (как сплошная непрерывность распределенной и невесомой энергии) и антивещество (как весомый «концентрат» отрицательной энергии). Вещество существует в мире докритических скоростей (от 0 до 299 792 км/сек), поле существует в мире критических скоростей (с = 299 792 км/сек), а энергоантивещество существует в мире сверхкритических скоростей в пределах от 300 000 до 424 000 км/сек.
Скоростной барьер разделяет нашу Вселенную на две противоположные области: мир досветовых скоростей и мир сверхсветовых скоростей, которые существуют одновременно и совместно, но в то же время нигде не соприкасаются. Границей их раздела является третий мир – мир критических скоростей. Категории скорости и плотности по обе стороны этой границы имеют один и тот же физический смысл.
Критическая скорость является столь могущественным барьером, что непосредственная передача вещественных сигналов между мирами досветовых и сверхсветовых скоростей практически оказывается невозможной. Всякая попытка осуществить обмен весомой материей между этими мирами содержит в себе опасность колоссальной энергетической катастрофы.
Однако непрямая связь между ними все же осуществляется через посредство невесомого физического поля. Поэтому мир критических скоростей является не только мощным барьером между мирами докритических и сверхкритических скоростей, но и единственным мостом коммуникационной связи между ними. Мир критических скоростей можно образно назвать не только скоростным барьером, но и промежуточной (транзитной) станцией переработки и передачи сигналов и информации между мирами досветовых и сверхсветовых скоростей. Энергетическое поле является станцией сигнально-информационной связи между объективной идеей и веществом.
Все, что движетсся со скоростью, превышающей 424 000 км/сек., мы относим к четвертому миру, то есть к миру идеальных категорий, о чем речь пойдет дальше.
10. Диапазон возможных скоростей для идеальных категорий
1. Движение без материи
Мы уже знаем, что всякое движение материи происходит в диапазоне скоростей от «нуля» до 424 000 км/сек. Под «нулем» мы здесь подразумеваем сколь угодно малую величину, а не абсолютный нуль. Но тогда возникает вопрос: существуют ли формы движения вне этого диапазона скоростей?
Согласно основному закону природы, скорость материальной частицы не могла бы существовать без своей нематериальной противоположности – скорости нематериальной частицы. Это значит, что существуют идеальные категории, которые находятся в состоянии скоростного движения. Нет материи без движения, а движение без материи есть.
Если бы вещественная частица, обладающая положительной массой покоя, по каким-то пока неизвестным нам причинам оказалась по ту сторону скоростного барьера, то с ростом сверхкритической скорости энергия частицы уменьшалась бы. Согласно вариационному принципу Гамильтона-Остроградского, в целях экономии энергии такая частица обязана увеличивать свою скорость. Теперь представьте себе такую элементарную частицу (или античастицу), которая обладает ненулевой массой покоя и которая непрерывно увеличивает свою сверхкритическую скорость.
Из формулы (9) видно, что при увеличении скорости от 300 000 до 424 000 км/сек шел бы процесс постепенного выравнивания релятивистской массы и массы покоя. Античастица отдавала бы окружающему миру излишки своих антифотонов, не затрачивая тех основных антифотонов, которые составляют суть ее отрицательной массы покоя. Вещественная частица отдавала бы окружающему миру излишки своих фотонов, не затрачивая основных фотонов, которые составляют суть ее положительной массы покоя. Однако при скорости, равной 424 000 км/сек, такого рода излишки фотонов (или антифотонов) окажутся полностью исчерпанными, а релятивистская масса и масса покоя будут равны между собой.
Релятивистская масса не может стать меньше массы покоя по модулю и поэтому дальнейшее увеличение скорости оказывается невозможным до тех пор, пока масса покоя (а следовательно, и релятивистская масса!) не станет равной нулю. Чтобы процесс дальнейшего увеличения скорости мог возобновиться, релятивистская масса и масса покоя частицы должны уменьшиться и обратиться в нуль. Это значит, что материальная частица (или античастица) при скорости, равной 424 000 км/сек, отдаст всю свою энергию окружающему миру и превратится в нематериальную частицу, после чего увеличение ее скорости может продолжаться вплоть до бесконечности:
Такая элементарная частица, не обладающая никакими материальными атрибутами, не есть ничто, потому что она обладает конечной или бесконечно большой скоростью. Если она обладает скоростью, то это значит, что она движется. Если она движется, то это значит, что она существует реально и объективно, вне и независимо от субъективного (человеческого) сознания. Если она существует реально, то это значит, что она не есть ничто.