Гипотеза плотности
Гипотеза плотности
Любое вещество имеет три фундаментальных физических величины: Объём, плотность и масса. Как мы знаем масса – это произведение объёма и плотности. При изменении температуры меняется объём вещества, а вот его масса остаётся неизменной. Любое вещество при нагревании расширяется, а при охлаждении сжимается. Исключение составляет вода. Когда вода замерзает и начинает кристаллизоваться, то она увеличивает свой объём, но пройдя процесс кристаллизации, вода опять начинает уменьшать свой объём. Что же происходит с веществом при изменении температуры? При охлаждении плотность вещества падает. Чтобы компенсировать падение плотности уменьшается объём вещества. При нагревании плотность вещества увеличивается. Чтобы компенсировать возросшую плотность вещество увеличивает свой объём.
За счет, каких внутренних механизмов происходит температурное расширение-сжатие вещества? Чтобы понять это - надо заглянуть внутрь вещества. Любое вещество состоит из молекул. Молекула состоит из атомов. А атом состоит из элементарных частиц. Любой атом – это система электрон-ядро. Электрон может быть один, либо их может быть несколько десятков. Ядро может быть очень маленьким, либо очень большим. Но только вместе они составляет атом. Если ядро потеряет свои электроны, то оно распадётся. Чтобы понять, как работает пара электрон-ядро, нужно разобраться, что такое элементарная частица? Но ответа на данный вопрос просто не существует. Никто из специалистов не сможет ответить Вам на этот вопрос, не из-за снобизма, а потому что никто так и не смог дать точного определения частицы. Самое плохое, что никто толком не знает, какими свойствами обладает та или иная частица. Заряд, цвет, спин, аромат, странность – вот далеко не полный перечень свойств отдельно взятой частицы. Но откуда берутся все эти свойства? Оказывается основой всего, является обычная механика. Частицы сталкиваются на большой скорости друг с другом. В результате подобных столкновений частицы разделяться на более мелкие части, а потом разлетаются в разные стороны. Высокоскоростная камера делает снимки до столкновения, во время и после и, исходя из этих столкновений, делаются соответствующие расчёты. Согласитесь понять при этом, каким именно свойством обладает та или иная частица довольно сложно. Именно поэтому существует более 350-ти видов элементарных частиц, которые впрочем, ничего не объясняют, а ещё больше запутывают картину мира.
Какими же на самом деле свойствами обладает частица? Исходя из аналогии с веществом, частицы должны обладать теми же тремя физическими величинами: объём, плотность и масса. Но вот тут и загвоздка. Некоторые частицы не обладают массой, например фотоны. Вместо массы я ввиду специальный термин – количество материи. Почему количество материи? По аналогии с числом Авогадро – количество вещества. Количество материи – это произведение объёма частицы на её плотность. При изменении плотности среды частица меняет свой объём, причём изменение плотности обратно пропорционально изменению её объёма. То есть у частицы всего три физические величины, но как этими тремя физическими величинами можно объяснить всё многообразие частиц и их взаимодействие? Оказывается можно и нужно, главное до конца понять, как с помощью этих величин частицы взаимодействуют между собой.
Начнём с самого начала, с вакуума. Итак, считается, что вакуум это полная и абсолютная пустота, но что он представляет собой на самом деле? Считается, что вакуум имеет нулевую плотность, потому что вещества и частицы могут свободно проникать сквозь него. Но смотря как считать, то есть что брать за точку отсчёта. Если брать классические: объём, плотность, масса, то да такая плотность равна нулю, так как вакуум не имеет массы, но если взять другие методы расчёта? То есть взять: объём, плотность и количество материи, то здесь могут получиться совсем другие величины отличные от нуля. Конечно вещество намного плотнее вакуума, но и вакуум должен иметь какую-то плотность. Почему? Вспомните температурные изменения вещества. Если плотность вакуума стремиться к нулю, то вещество, обладая высокой плотностью, должно бесконечно увеличивать свой объём, пока не займёт собой весь вакуум. Если этого не происходит, то вакуум обладает определённой плотностью, которая этому препятствует. Что же может указывать на плотность вакуума? Самое распространённое космическое явление – рассеивание света. Всё что мы видим – это рассеянный и отражённый свет. Реальный солнечный свет мы не сможем увидеть, потому что он нас попросту бы сжёг. Солнце выбрасывает в космическое пространство огромное количество фотонов. Но только лишь малая часть этих фотонов достигает Земли. Почему? Если вакуум это абсолютная и полная пустота, то куда собственно деваются эти фотоны? Это вопрос из разряда риторических.