İndi biz bunun əvəzinə aşkar etdik potensial enerjiçalışan enerji qravitasiya sahəsi, və kinetik enerji əvəzinə fiziki vakuumun enerjisi var, bu anlayışlarla məşğul olmaq vaxtıdır: vakuum və sahə. Vakuum və sahənin maddə ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu da dəqiq başa düşmək lazımdır. Çünki yalnız bu üç maddənin bir-biri ilə qarşılıqlı təsirinin əsas xüsusiyyətlərini aşkar etdikdən sonra ümid etmək olar ki, biz sərbəst enerji üçün sənaye texnologiyalarını inkişaf etdirə biləcəyik. Bir vakuumla başlayaq.

Elmdə "vakuum" sözü tamamilə fərqli iki şey deməkdir. Və anlayışlarda çaşqınlıq yaratmamaq üçün bu və ya digər sifət tez-tez əlavə olunur. Texniki vakuum havanın olmaması və ya onun aşağı təzyiqidir. Fiziki boşluq Kainatın dayandığı və təkamül etdiyi bir növ təməldir. Bu məqalədə "vakuum" həmişə ikinci anlayışı ifadə edəcək, baxmayaraq ki, "fiziki" əlavəsi çox vaxt buraxıla bilər. Tam dəqiq deyin tam konsepsiya fiziki vakuum prinsipcə mümkün deyil, çünki fiziki vakuum maddənin bir növ analoqudur. Ancaq bu maddəni xassələri ilə müəyyən etməyə cəhd edə bilərsiniz. Mən bunu belə edirəm: fiziki vakuumdur xüsusi mühit, Kainatın məkanını təşkil edən, nəhəng enerjiyə malik, bütün proseslərdə iştirak edən və görünən təzahürü maddi dünyamız olan, lakin lazımi hiss orqanlarımız olmadığından bizə görünmür və ona görə də bizə elə gəlir. boş olmaq. O fiziklər üçün kvant mexanikası və elementar hissəciklər, fiziki vakuumun reallığına şübhə yoxdur, çünki onun mövcudluğu Casimir effekti, Quzu effekti, sürətlə hərəkət edən elektronun effektiv yükünün azalması, kvant buxarlanması kimi məşhur hadisələrlə təsdiqlənir. qara dəliklərdən və s. Rəsmi olaraq hesab olunur ki, fiziki vakuum ən aşağı enerjiyə malikdir, ona görə də ondan enerji çıxarıb faydalı işə çevirmək mümkün deyil. Bununla belə, bu nəzərə almır ki, dalğalanmalar həmişə fiziki vakuumda baş verir, onun enerjisi orta səviyyədən çox yüksəkdir. Məhz bu dalğalanmalar sayəsində vakuumu qeyri-məhdud enerji mənbəyinə çevirə bilərik. Həm də rəsmi olaraq hesab olunur ki, fiziki vakuum yalnız mikro dünya səviyyəsində özünü göstərir və o, makrokosmos səviyyəsində özünü göstərə bilməz. Lakin Stiven Hokinqin proqnozlaşdırdığı Casimir effekti və qara dəliklərin buxarlanması bunun əksini göstərir.

Bu məsələ ilə bağlı fikrim belədir: fiziki boşluğun təzahür formaları və imkanları ilə bağlı bütün nəzəri mübahisələr gələcəyə təxirə salınmalıdır, o zaman ki, biz bu məsələləri daha yaxşı başa düşəcəyik və bu gün yalnız faktlardan çıxış etmək lazımdır. Faktlar göstərir ki, vakuumdan enerji çıxarmaq mümkündür (“Enerji paradoksları” adlı əvvəlki məqaləyə baxın). Ancaq enerjinin çıxarılmasının qeyri-mümkünlüyü ilə bağlı rəsmi mövqelərdə qalmağa davam etsəniz, əvvəlki məqalədə göstərilən enerji paradokslarını izah etmək üçün enerjinin qorunması qanununu pozmalı olacaqsınız. Eyni zamanda məlum olur ki, fiziki vakuum bütün mümkün səviyyələrdə işləyir: mikro səviyyədə ( elementar hissəciklər), makro səviyyə (avadanlığımız və cihazlarımız) və meqa səviyyə (planetlər, ulduzlar, qalaktikalar).

Təəssüf ki, fiziki vakuum ideyası əsasən kvant mexanikasında və elementar hissəciklər nəzəriyyəsində, həmçinin bir az astrofizikada istifadə olunur, lakin fizikanın digər sahələrində bu, demək olar ki, məlum deyil. Bu səbəbdən bir çox fiziki hadisələr izah olunmamış qalır və ya tamamilə yanlış izah edilir. Məsələn, ətalət. Ətalət nədir, hələ də aydın deyil. Və biz bu fenomenin tərifini heç bir məlumat kitabında və ya fizika dərsliyində tapa bilməyəcəyik. Üstəlik, ətalətin mövcudluğu mexanikanın üçüncü qanunu ilə ziddiyyət təşkil edir (hərəkət reaksiyaya bərabərdir). Bu qanuna görə, bir cisim digərinə müəyyən bir qüvvə ilə təsir etdikdə, həmişə ikinci cismin birincisinə əks istiqamətdə yönəlmiş yeni bir qüvvə yaranır: əsasda yatan cismin cazibə qüvvəsi və əks istiqamətli reaksiya qüvvəsi. baza, elektronun mənbəyə cazibə qüvvəsi elektromaqnit sahəsi sahənin elektrona əks istiqamətli cazibə qüvvəsi və s. Lakin ətalət üçün belə bir əks qüvvə mövcud deyil. Avtobus kəskin əyləc etdikdə ətalət qüvvəsi yaranır və biz onun təsiri altında irəli düşürük, lakin eyni zamanda heç bir əks qüvvə tapa bilmirik. Bu səbəbdən bəzən ətalət qüvvələrini illüziya, uydurma elan etməyə çalışırlar. Halbuki, kəskin əyləcli avtobusda bu nöqteyi-nəzərin tərəfdarı başına böyük zərbə vursa, bu zərbə nə qədər illüziya və uydurma olacaq?

Ətalətin fiziki vakuumun müqaviməti olduğunu fərz etsək, bütün ziddiyyətlər və qeyri-müəyyənliklər aradan qalxar. Gəminin suda hərəkətsizliyi və sürüklənməsi arasında yaxşı bir bənzətmə təklif oluna bilər. Gəmi su mühitini kəsəndə onu deformasiya edir və ayrı-ayrı su həcmlərini yana doğru hərəkət etməyə məcbur edir, yəni bu həcmlərə kifayət qədər müəyyən qüvvə tətbiq edir. Nəticədə, su mühitinin hər hansı deformasiyasını istisna etmək üçün gəmini dayandırmağa meylli olan əks qüvvə yaranır. Biz bu əks qüvvəni sürtünmə şəklində müşahidə edirik. Eyni zamanda, gəminin dəqiq necə hərəkət etməsinin fərqi yoxdur - sürətlənmiş, bərabər, yavaş-yavaş - lakin onun kənara atdığı suyun həcmi həmişə sürətlə hərəkət edir, buna görə də həmişə onun üzərində iş aparılır və müqavimət qüvvəsi həmişə tam uyğun olaraq yaranır. mexanika qanunları ilə.

Çox oxşar mənzərə ətalətlə yaranır. Biz avtomobildə oturub qaz pedalına basdığımız zaman biz sürətlənmiş sürətlə hərəkət edirik və qeyri-bərabər hərəkətimizlə fiziki vakuumu deformasiya edirik. Və cavab olaraq, bizi dayandırmaq və bununla da vakuuma daxil olan deformasiyanı aradan qaldırmaq üçün bizi geri çəkən ətalət şəklində əks qüvvələr yaradır. Yanacaq sərfiyyatının artması ilə özünü göstərən vakuum müqavimətini aradan qaldırmaq üçün çox iş görülməlidir. Sonrakı vahid hərəkət fiziki vakuumu deformasiya etmir və müqavimət göstərmir, buna görə də yanacaq sərfiyyatı nəzərəçarpacaq dərəcədə aşağıdır. Avtomobilin əyləclənməsi vakuumu yenidən deformasiya edir və o, bizi vahid düzxətli hərəkət vəziyyətində saxlamaq üçün bizi qabağa çəkən və bununla da yeni deformasiyanın yaranmasının qarşısını alan ətalət şəklində yenidən müqavimət qüvvələri yaradır. Amma bu dəfə vakuumda iş görən artıq biz deyilik, o, üstümüzdədir və maşının əyləc balatalarında istilik şəklində ayrılan enerjisini bizə verir.

Bununla belə, gəminin suda müqaviməti ilə sürətlənən avtomobildə ətalət görünüşü arasında fərqlər var. Su gəminin gövdəsindən keçə bilməz və buna görə də həmişə gəmi tərəfindən kənara atılır. Deməli, gəminin suda sürtünməsi də həmişə mövcuddur. Lakin fiziki vakuum avtomobilin gövdəsi tərəfindən kənara atılmır, əksinə onun içindən sərbəst keçir, buna görə də o, yalnız qeyri-bərabər hərəkət etdikdə avtomobilin tərkibi ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər.

Avtomobilin bu cür sürətlənmiş-vahid yavaşlamış hərəkəti tək dövrədən başqa bir şey deyil. salınım hərəkəti böyük amplituda və aşağı tezlik. Cismin vakuum üzərindən sürətlənməsi mərhələsində iş görülür və ona müəyyən qədər enerji E1 ötürülür. Yavaşlama mərhələsində vakuum artıq cisim üzərində işləyir və ona E2 enerjisini verir. Bu enerjilər eynidirmi? Vakuumun öz enerjisi yoxdursa, deməli onlar eynidir. Lakin onun özünün böyük potensialı olduğundan, verilmiş enerji E2 qəbul edilən enerji E1-dən çox ola bilər. Nə qədər daha çox - sürətlənmə və yavaşlama şərtlərindən asılıdır. Düzgün şərtləri seçməklə, ikinci enerjinin birincidən çox böyük olmasını təmin edə bilərik. Və sonra biz vakuum enerjisi üzərində 2-ci növ əsl əbədi hərəkət maşını qurmaq imkanı əldə edirik. “Enerji paradoksları” məqaləsində bu barədə yazdım, blankın hədəflə toqquşmasına misallar gətirdim.

Dairəvi hərəkət də qeyri-bərabərdir. Belə bir hərəkət zamanı sürətin ədədi qiyməti dəyişməsə də, sürət vektorunun fəzada mövqeyi daim dəyişir. Bu səbəbdən fırlanma hərəkəti cisim həm də fiziki vakuumu deformasiya edir və buna cavab olaraq o, həmişə fırlanma trayektoriyasını düzəltmək və onu düz etmək üçün yönəldilmiş mərkəzdənqaçma qüvvəsi yaratmaqla buna reaksiya verir, bu halda istənilən deformasiya aradan qalxır. Mexanikanın üçüncü qanununa görə, mərkəzdənqaçma qüvvəsi ilə fırlanan cisimə təkcə fiziki vakuum deyil, həm də cisim mərkəzdənqaçma qüvvəsi ilə vakuuma təsir edir. Mərkəzləşdirici qüvvələrin təsiri altında vakuum cismin periferiyasından öz fırlanma oxuna doğru irəliləyir, burada ayrı-ayrı axınlar bir-biri ilə toqquşur, 90 dərəcə dönür (iki toqquşan su axınının dönməsi ilə eyni səbəbdən dönür) və uçur. hər iki tərəfdən fırlanma oxu boyunca həyata keçirilir. Lakin cisim sürətini dəyişmədən bərabər fırlanırsa, ondan çıxan bu vakuum axınları da demək olar ki, bərabər şəkildə hərəkət edir. Və buna görə də onlar praktiki olaraq maddi obyektlərlə qarşılıqlı əlaqədə olmurlar. Baxmayaraq ki, ətrafdakı vakuum mühitinin olması səbəbindən bu axınlar bir qədər yavaşlamış və buna görə də bəzi qarşılıqlı təsir hələ də baş verir, lakin o qədər zəifdir ki, onu yalnız həddindən artıq həssas alətlər aşkar edə bilər. Məsələn, bir tərəfi güzgüdən hazırlanmış, digər tərəfi isə qara rəngə boyanmış, bıçaqları olan yüngül çarx olan Lebedevin dönər masasının köməyi ilə.

Keçmişdə fiziki vakuum efir adlanırdı. Efirin işıq dalğalarının yayılmasından məsul olduğuna inanılırdı. Lakin amerikalı fiziklər Mişelson və Morli öz təcrübələrində efirin varlığını nə qədər düzəltməyə çalışsalar da, uğur qazana bilmədilər. Bu eksperimentin mənfi nəticəsi əsasında o dövrün alimləri efirin mövcud olmadığını elan etdilər və Albert Eynşteyn özünün xüsusi nisbilik nəzəriyyəsini (SRT) yaratdı. Lakin on il sonra o, ümumi nisbilik nəzəriyyəsini (GR) yaratmağa başlayanda yenidən efir haqqında danışdı. Bununla belə, cin artıq şüşədən çıxmışdı və efirin olmaması ilə bağlı ümumi fikir sarsılmaz olaraq qaldı.

Buna baxmayaraq, ümumi rəylə razılaşmayan və efiri həqiqi hesab etməyə davam edən elmdən bidətçilər var idi. Onlardan biri məşhur fizik və mühəndis Nikola Tesla idi. Bütün konstruksiyalarında və fərziyyələrində o, efir ideyasından çıxış edirdi. Bu, onun inanılmaz uğurlarını izah edir, bir çoxunu bu gün də heç kim təkrarlaya bilməz. Başqa bir bidətçi, elementar hissəciklərin yaranması üçün cavabdeh olan və mövcudluğu kvant fizikasının bəzi təsirlərindən dəmir zərurətinə səbəb olan müəyyən hərtərəfli mühit ideyasını riyazi olaraq əsaslandıran ingilis fiziki Pol Dirak idi. Bunun üçün o, sonradan Nobel mükafatına layiq görüldü və bidətçi sayılmağı dayandırdı. Amma köhnə "efir" adı güzəştə getdiyi üçün yeni ad tapılmalı idi. Fiziki vakuum anlayışı belə ortaya çıxdı. Bu gün efir və fiziki vakuum haqqında tam rəsmi mövqe tutan alimdən soruşsanız, o cavab verəcək ki, efir yoxdur, fiziki vakuum isə mövcuddur.

Ancaq bir şeyə diqqət yetirək: ən ümumi mənada efir və fiziki vakuum bir və eynidir. Həqiqətən, efir nədir? Bu, işıq dalğalarının yayılmasından məsul olan bir növ hərtərəfli yayılan bir mühitdir. Fiziki boşluq nədir? Bu elementar hissəciklərin yaranmasından məsul olan bir növ hərtərəfli yayılan mühitdir. Hər iki halda, bu təriflərdə ən çox yayılmış olan hərtərəfli nüfuz edən mühitin postulyasiyasıdır. İşığın yayılması və elementar hissəciklərin yaranması artıq bu mühitin xüsusiyyətləridir. Fərqli xüsusiyyətlərə malik iki tamamilə fərqli yayılan medianın olması ehtimalı azdır. Mənim üçün bu, iki tamamilə fərqli dəmir növünün olduğunu söyləməyə bərabərdir, onlardan biri yalnız istilik keçiriciliyinin xüsusiyyətlərinə, digəri isə yalnız elastiklik xüsusiyyətlərinə cavabdehdir. Çox güman ki, hər tərəfə yayılan bu mühit işıq şüalarının ötürülməsindən, elementar hissəciklərin yaranmasından və bir çox başqa şeylərdən məsuldur.

Bəs niyə Mişelson və Morli efiri düzəltmək cəhdlərində uğursuzluğa düçar oldular? Cavabın olduqca sadə olduğu ortaya çıxır. Çünki fizika qanunlarına tam uyğun olaraq, efir yalnız bundan sonra maddi cisimlərlə qarşılıqlı əlaqədə olur və buna görə də (daha doğrusu, obyektlərin özləri ilə deyil, onların yaratdığı sahələrlə) onun cisimlərə nisbətən hərəkəti olduqda aşkar edilə bilər. qeyri-bərabər. Lakin vahid hərəkət və ya onun olmaması ilə qarşılıqlı təsir baş vermir və fiziki vakuum əsaslı şəkildə müşahidə olunmaz olur. Michelson-Morley təcrübəsində ölçmə qurğusu planetə nisbətən sakit vəziyyətdə idi. Müəyyən bir kütlə və cazibə qüvvəsinə malik olan efir və ya fiziki vakuum Yerə çəkilir və onun ətrafında bütövlükdə planetlə birlikdə kosmosda hərəkət edən artan sıxlıqlı bir qabıq yaradır. Yəni bu qabıq da planetə nisbətən hərəkətsiz olur. Başqa sözlə, Amerika fiziklərinin efiri və ölçmə aparatı bir-birinə nisbətən hərəkətsiz idi. Təbii ki, cəhdlərində uğursuzluğa düçar oldular.

Efirin mövcudluğunu düzəltmək üçün ya efirin özünü ölçmə qurğusuna nisbətən qeyri-bərabər hərəkətə gətirmək, ya da sabit efirə nisbətən quraşdırmanı qeyri-bərabər hərəkət etdirmək lazımdır. Və belə bir təcrübə 1912-ci ildə fransız fiziki Sanyak tərəfindən edilmişdir. Onun quraşdırması adi kvadratın künclərində quraşdırılmış dörd güzgüdən ibarət idi və bütün struktur müəyyən bir sürətlə v fırlanırdı. Fırlanma istiqamətində hərəkət edən işıq şüası üçün sürətin c = c0 + v, əks istiqamətdə uçan şüa üçün isə c = c0-v-ə bərabər olacağı güman edilirdi. Və bu şüalar əlavə olunduqda istənilən müdaxilə modelini çəkəcək. Sagnac həmişə sabit müsbət nəticə əldə etmişdir. Əgər bu təcrübə Mişelson və Morli təcrübələrinə başlamazdan əvvəl həyata keçirilsəydi, efirin mövcudluğunun lehinə parlaq bir sübut ola bilərdi. Lakin bu, çox sonra, fiziklərin əksər hissəsi efirin olmadığına inandıqları zaman həyata keçirildi. Buna görə də Sagnac fiziklər arasında tanınmadı. Və iki il sonra qırıldı Dünya müharibəsi və ictimaiyyətin diqqəti başqa məsələlərə yönəldi. Nəticədə, Sagnac-ın nəticələri sadəcə unuduldu.

Efir-fiziki vakuumun daxili quruluşu nədir, nədən ibarətdir? Hələ İkinci Dünya Müharibəsindən əvvəl fiziklər belə bir təcrübə aparmışdılar. Onlar qamma kvantını nazik qurğuşun hədəfindən keçirdilər və kvantların qurğuşun atomlarına səpilməsini ölçdülər. Əksər hallarda, qamma şüalanması atomlar tərəfindən yanlara doğru yönəldilirdi, lakin bəzən fiziklər elektron + pozitron cütünün hədəfdən qaçmasını qeyd etdilər. Elektronun mövcudluğu onu qurğuşun atomundan çıxarmaqla izah edilə bilər. Bəs pozitron haradan gəldi, çünki atomlarda yoxdur? Bu təsir daha sonra qamma şüalanmanın hissəcik-antihissəcik cütlüyünə çevrilməsi ilə izah edildi. Bu gün biz fərqli, daha düzgün izahat verə bilərik: qurğuşunun yüksək sıxlığına görə (və buna görə də hədəfin yaratdığı öz cazibə sahəsinin artan intensivliyi) fiziki vakuum hədəfə çəkilir və burada onun sıxlığı olur. ətraf kosmosdan yüksəkdir və buna görə də qamma-şüaların qarşılıqlı təsirinin ehtimalı artır.vakuum kvantları ilə şüalanma. Vakuumla qarşılıqlı əlaqədə olan qamma şüalanma onun kvantlarını hissəciklər və antihissəciklər şəklində qəbul etdiyimiz parçalara parçalayır. Buna görə də bunu deyə bilərik: fiziki vakuumun və ya efirin nədən ibarət olduğunu dəqiq bilmirik, lakin onun strukturunu bir-birinə yuvalanmış hissəciklər və antihissəciklər kimi təqdim etmək sırf şərtidir. Və belə bir fikirdən efiri aşkar etmək üçün sadə təcrübə qurmaq və efirdən enerji çıxaran generator qurmaq üçün yalnız bir addım qalır.

Belə çıxa bilər ki, bu gün astrofiziklərin mübahisə etdiyi “qaranlıq maddə” fenomeni də efir-fiziki vakuumla bağlıdır. Ən azı sırf nəzəri olaraq, oxşar təsirin baş verməli olduğu ortaya çıxır. Efir-fiziki vakuum cazibə qüvvəsi ilə kosmik obyektə çəkildikdə, burada artan sıxlığa malik bir qabıq əmələ gətirir və cisimdən uzaqda fiziki vakuumun sıxlığı bir qədər azalır. Vakuumun meqafluktuasiyasının ortaya çıxması dediyim şey var. Nəticədə, uzaq obyektlər (Günəş ətrafındakı planetlər və ya qalaktika mərkəzin ətrafındakı qalaktik qollar) mərkəzi obyektə təkcə öz cazibə qüvvəsi ilə deyil, həm də yaradılmış meqafluktuasiyanın cazibə qüvvəsi ilə cəlb olunmağa başlayır. Xarici olaraq, bu, əlavə görünməz bir kütlənin görünüşü kimi özünü göstərəcəkdir. Və içində günəş sistemi oxşar təsirin işlədiyi görünür. Neptunun orbitinin kəsişməsindən başlayaraq birdən-birə hesablamaların icazə verdiyindən qat-qat güclü yavaşlamağa başlayan Amerika Pioneer və Voyager kosmik gəmilərinin anomal yüksək yavaşlamasını nəzərdə tuturam. Əgər belə əyləc yanacaq sızması və ya başqa bir sırf texniki səbəblə bağlıdırsa, o zaman əyləc müxtəlif avtomobillər üçün fərqli olardı. Amma hamı üçün eynidir. Buna görə də, bu, cihazların özləri ilə əlaqəli olmayan bəzi xarici səbəblərdən qaynaqlanır. Günəşin efir meqafluktuasiyası Neptunun orbiti səviyyəsində başa çatırsa, o zaman öz hüdudlarını aşaraq, Amerika aparatları Günəşi təkcə onun kütləsi ilə deyil, həm də bu meqafluktuasiyanın kütləsi ilə cəlb etməyə başladılar.

Bizə çox az qalıb - qravitasiya sahəsinin nə olduğunu öyrənmək üçün? Mənim fərziyyəm belədir: istənilən sahə bu və ya digər növ fiziki vakuum deformasiyasıdır. Fiziki vakuum bəzi kvantlardan ibarətdirsə (hissəcik + bir-birinə daxil olan antihissəcik), o zaman çox güman ki, bu kvantlar sonra məkanı təşkil edən iplərə birləşəcəklər. Və istənilən sap dörd müxtəlif üsulla deformasiya oluna bilər: 1) sap uzununa deformasiya yaradaraq dartıla bilər; 2) sap eninə deformasiya yaradaraq əyilə bilər; 3) iplik bükülə bilər, burulma deformasiyası yaradır; 4) bütövlükdə sapın vəziyyətini dəyişmədən tərkib kvantlarının qarşılıqlı düzülməsini dəyişmək mümkündür. Transvers deformasiya elektromaqnit sahəsinə uyğun olmalıdır (elektromaqnit şüalanmanın nə olduğunu xatırlayın - bu, sürət vektoruna eninə istiqamətdə salınan dalğadır). Burulma deformasiyası son vaxtlar ətrafında qızğın döyüşlərin getdiyi yeni, sözdə burulma sahəsinə uyğun olmalıdır. Və sonra qravitasiya sahəsi uzununa deformasiyaya uyğun olmalıdır. Və dördüncü növ deformasiya rezonans vibrasiyalara uyğun olmalıdır. Əgər fərziyyələrimdə doğruyamsa, fiziki vakuumdan enerji çıxarmağın dörd əsas yolu var, üç sahə və rezonans vasitəsilə deformasiyanın dörd əsas növünə uyğundur. Bütün bu üsullar haqqında ayrı bir məqalədə yazacağam.

1. Fiziki vakuumun təbiətinin sirri.

Fiziki vakuuma davamlı marağın stimulu elm adamlarının ekoloji cəhətdən təmiz vakuum enerjisi okeanına çıxış açacağına ümididir. Aydındır ki, bu ümidlər əsassız deyil. Kvant elektrodinamika çərçivəsində nəzəriyyə fiziki vakuumda enerji “okeanı”nın mövcudluğunun reallığına işarə edir. Vakuum enerjisinin sıxlığı W nisbəti ilə müəyyən edilir:

burada: h – Plank sabiti, a – əmsalı, ν – tezlik.

Buradan belə çıxır ki, vakuum enerjisi çox böyük ola bilər. Lakin vakuumun yüksək simmetriyasına görə bu enerjiyə birbaşa çıxış çox çətindir. Nəticədə, mahiyyətcə enerji okeanının ortasında olan bəşəriyyət təbii enerji daşıyıcılarının yanmasına əsaslanan onu əldə etmək üçün yalnız ənənəvi üsullardan istifadə etməyə məcburdur. Lakin vakuumun simmetriyası pozularsa, enerji okeanına çıxış mümkündür. Buna görə də, tədqiqatçıların diqqətini yeni fiziki təsirlər və hadisələr cəlb edir, ümid edirlər ki, onlar fiziki vakuumu "işləməyə" imkan verəcəklər.

Həyəcanlanmanın kritik səviyyəsinə çatdıqda, fiziki vakuum elementar hissəciklər - elektronlar və pozitronlar yaradır. Buna görə də bir çox tədqiqatçı vakuumun elektrik enerjisi yaratmaq qabiliyyəti ilə maraqlanır. Casimir effekti ekstraksiya imkanını göstərir mexaniki enerji vakuumdan. Fiziki vakuumun enerjisindən praktik istifadə baxımından real nəticələrin əldə edilməsi onun mahiyyətini dərk etməməkdən əngəl törədir. Fiziki vakuumun təbiətinin sirri ən ciddilərdən biri olaraq qalır həll olunmamış məsələlər fundamental fizika.

By müasir ideyalar bütün fiziki hadisələr kvantlaşdırılmış sahələrə əsaslanır. Vakuum vəziyyəti istənilən kvantlanmış sahənin əsas vəziyyətidir. Buradan belə nəticə çıxır ki, fiziki vakuum fiziki reallığın ən fundamental növüdür. Hal-hazırda üstünlük təşkil edən konsepsiya, maddənin fiziki vakuumdan gəldiyinə və onun xüsusiyyətlərinin fiziki vakuumun xüsusiyyətlərindən qaynaqlandığına inanılır. Ya.B.Zeldoviç daha da iddialı bir problemi - bütün Kainatın vakuumdan yaranmasını araşdırdı. O, göstərdi ki, bu halda Təbiətin möhkəm qurulmuş qanunları pozulmur. Elektrik yükünün saxlanması qanunu və enerjinin saxlanması qanunu ciddi şəkildə yerinə yetirilir. Kainat vakuumdan yarandıqda yerinə yetirilməyən yeganə qanun barion yükünün qorunma qanunudur. Fiziki boşluqdan meydana çıxmalı olan böyük miqdarda antimaddənin hara getdiyi hələ də aydın deyil. Buna görə də fiziki boşluq probleminin həlli həm üçün maraq doğurur fundamental elm və tətbiqi tədqiqatlar üçün. Ona olan böyük marağa baxmayaraq, fiziki vakuum hələ də sirli bir obyekt olaraq qalır, buna baxmayaraq, elm ən fundamental statusu müəyyən edir.

2. Vakuumun fəlsəfi problemləri.

Elm adamları fiziki vakuumun dünyanın əsas prinsipi olduğunu iddia edərək, maddənin xüsusi vəziyyəti hesab edirlər. Bir sıra fəlsəfi anlayışlarda “heç nə” və ya “mənalı boşluq” dünyanın əsası hesab olunur. Bu o deməkdir ki, adi fiziki obyektlərə xas olan spesifik xüsusiyyətlərdən və məhdudiyyətlərdən məhrum olan, xüsusi ümumiliyə və əsas xarakterə malik olan və beləliklə, fiziki obyekt və hadisələrin bütün müxtəlifliyini əhatə edən “nisbi heç bir şey”dir. Qədim Şərq filosofları iddia edirdilər ki, dünyanın ən fundamental reallığı heç bir spesifik xüsusiyyətə malik ola bilməz və buna görə də yoxluğu xatırladır. Alimlər fiziki boşluğa çox oxşar əlamətlər verirlər. Eyni zamanda, fiziki boşluq nisbi yoxluq və “mənalı boşluq” olmaqla, heç də ən kasıb deyil, əksinə, fiziki reallığın ən mənalı, “ən zəngin” növüdür. Güman edilir ki, fiziki vakuum potensial bir varlıq olmaqla, müşahidə olunan dünyanın bütün çoxlu obyekt və hadisələrini meydana gətirə bilir.

Əslində fiziki vakuum heç bir şey ehtiva etməməsinə baxmayaraq, potensial olaraq hər şeyi ehtiva edir. Buna görə də, ən böyük ümumiliyə görə o, dünyadakı bütün müxtəlif obyekt və hadisələr üçün ontoloji əsas rolunu oynaya bilər. Bu mənada boşluq ən mənalı və ən əsas varlıqdır. Fiziki boşluğun belə dərk edilməsi insanı təkcə nəzəri cəhətdən deyil, həm də Təbiətdəki varlığın gerçəkliyini, həm “heç nə”, həm də “nəsə” dərk etməyə məcbur edir. Sonuncu təzahür edən varlıq kimi - müşahidə olunan maddi-sahə dünyası şəklində, "heç nə" isə təzahür etməmiş varlıq kimi - fiziki boşluq şəklində mövcuddur. Odur ki, təzahür etməmiş varlıq, bu anlayışı fiziki boşluğa uzatdıqda, öyrənilməli olan müstəqil fiziki varlıq kimi qəbul edilməlidir.

Fiziki vakuum birbaşa müşahidə olunmur, lakin onun xassələrinin təzahürü təcrübələrdə qeydə alınır. Vakuum effektlərinə aşağıdakılar daxildir: elektron-pozitron cütünün doğulması, Lamb-Riserford effekti, Casimir effekti. Vakuum qütbləşməsi nəticəsində yüklü hissəciyin elektrik sahəsi Kulondan fərqlənir. Bu, enerji səviyyələrində Lemb sürüşməsinə və hissəciklər üçün anomal maqnit momentinin yaranmasına gətirib çıxarır. Fiziki vakuumda yüksək enerjili foton hərəkət etdikdə nüvənin sahəsində real hissəciklər - elektron və pozitron yaranır. Casimir effekti vakuumda iki lövhəni bir araya gətirən qüvvələrin meydana gəlməsini göstərir. Bu təsirlər vakuumun həqiqi fiziki obyekt olduğunu göstərir.

3. Fiziki vakuumun model təsvirləri.

Müasir fizikada fiziki vakuumu müxtəlif modellərlə təmsil etməyə cəhdlər edilir. P. Dirakdan başlayaraq bir çox elm adamı fiziki boşluğa adekvat bir model təsviri tapmağa çalışdı. Tanınır: Dirac vakuumu, Wheeler vakuumu, de Sitter vakuumu, vakuum kvant nəzəriyyəsi sahələr, Turner-Vilczek vakuumu və s. Dirac vakuumu ilk modellərdən biridir. Burada fiziki vakuum bütün enerji səviyyələrini dolduran yüklü hissəciklərdən ibarət "dəniz" ilə təmsil olunur. Wheeler vakuumu Plank ölçülü həndəsi hüceyrələrdən ibarətdir. Uilerin fikrincə, real dünyanın bütün xassələri və real dünyanın özünün təzahürü kosmos həndəsəsinin təzahürüdür. De Sitter vakuumu ən aşağı enerji vəziyyətində olan tam spinli hissəciklər dəsti ilə təmsil olunur. Kvant sahəsi nəzəriyyəsinin vakuumu virtual vəziyyətdə olan hər cür hissəcikləri ehtiva edir. Turner-Vilczek vakuumu iki təzahürlə təmsil olunur - "həqiqi" vakuum və "yalançı" vakuum. Fizikada ən aşağı enerji vəziyyəti hesab edilən "yalançı" vakuumdur və həqiqi sıfır vəziyyəti enerji nərdivanından aşağıdır. Bu vəziyyətdə, "yalançı" vakuum "həqiqi" vakuum vəziyyətinə keçə bilər.

Fiziki vakuumun mövcud modelləri çox ziddiyyətlidir. Səbəb odur ki, bütün digər fiziki reallıq növləri ilə müqayisədə fiziki vakuum bir sıra paradoksal xüsusiyyətlərə malikdir və bu, onu modelləşdirilməsi çətin olan bir sıra obyektlərə qoyur. Məsələn, de Sitter modelində fiziki vakuum maddənin heç bir vəziyyətinə tamamilə xas olmayan bir xüsusiyyətə malikdir. Belə bir vakuum üçün P təzyiqi və W enerji sıxlığı ilə əlaqəli vəziyyət tənliyi qeyri-adi formaya malikdir: . Belə bir ekzotik vəziyyət tənliyinin yaranmasının səbəbləri vakuumun çoxkomponentli bir mühit kimi təqdim edilməsi ilə əlaqədardır, burada mühitin hərəkət edən hissəciklərə qarşı müqavimətini kompensasiya etmək üçün mənfi təzyiq anlayışı tətbiq olunur. Vakuumun müxtəlif model təsvirlərinin bolluğu yalnız onu göstərə bilər ki, real fiziki vakuuma adekvat olan modellər hələ də yoxdur.

4. Fiziki vakuum nəzəriyyəsinin yaradılması problemləri.

Fizika fiziki vakuumun konseptual anlayışlarından fiziki vakuum nəzəriyyəsinə keçid ərəfəsindədir. Müasir Konsepsiyalar fiziki vakuum həndəsi yanaşma ilə bir qədər yüklənir. Problem ondadır ki, fiziki boşluğu fiziki varlıq statusunda qoyub, onun öyrənilməsinə mexaniki mövqedən yanaşmaq lazımdır. Fiziki vakuumun ardıcıl nəzəriyyəsinin yaradılması ənənəvi yanaşmalardan çox kənara çıxan sıçrayışlı ideyalar tələb edəcəkdir.

Reallıq budur ki, kvant fizikası çərçivəsində fiziki vakuum nəzəriyyəsi baş tutmayıb. Getdikcə daha aydın olur ki, fiziki vakuum nəzəriyyəsinin “həyat zonası” kvant fizikasından kənarda yerləşməlidir və çox güman ki, ondan əvvəl olmalıdır. Görünür, kvant nəzəriyyəsi fiziki vakuum nəzəriyyəsinin nəticəsi və davamı olmalıdır, çünki fiziki vakuuma ən fundamental fiziki varlıq, dünyanın təməli rolu verilir. Fiziki vakuumun gələcək nəzəriyyəsi uyğunluq prinsipini təmin etməlidir. Bu halda fiziki vakuum nəzəriyyəsi təbii olaraq kvant nəzəriyyəsinə keçməlidir.

Sual hələ də cavabsız qalır: "Fiziki boşluğa hansı sabitlər aiddir?" Bu məsələyə aydınlıq gətirildikdən və vakuumu həndəsi obyekt kimi deyil, birbaşa fiziki obyekt kimi təsvir edən tənliklər əldə edildikdən sonra onu fiziki varlıq hesab edən fiziki vakuum nəzəriyyəsinin meydana çıxmasından danışmaq mümkün olacaq. Fiziki vakuum nəzəriyyəsinin yaradılmasının təkcə dünyanın quruluşu haqqında bilikləri genişləndirməyə deyil, həm də Kainatın mənşəyinin sirrinə toxunmağa imkan verəcəyinə inanmaq üçün hər cür əsas var.

5. Diskret vakuum konsepsiyasının uğursuzluğu.

İstənilən diskret hissəciklərin fiziki vakuumun əsasını təşkil edə bilməsi ilə bağlı fikirlər əsassız çıxdı. nəzəri cəhətdən, eləcə də praktik tətbiqlərdə. Bu cür fikirlər fizikanın fundamental prinsipləri ilə, məsələn, Pauli prinsipi ilə ziddiyyət təşkil edir. Fiziki vakuumun tam spinli hissəciklərdən ibarət olduğunu fərz etsək, o zaman, məsələn, de Sitter modelində olduğu kimi, ekzotik vəziyyət tənliyi şəklində yenə problemlər yaranır.

P.Diracın inandığı kimi, fiziki vakuum diskret maddə yarada bilər. Bu o deməkdir ki, fiziki vakuum genetik olaraq maddədən əvvəl olmalıdır. Fiziki boşluğun mahiyyətini başa düşmək üçün stereotipik “... ibarətdir” anlayışından uzaqlaşmaq lazımdır. Atmosferimizin molekullardan ibarət qaz olmasına öyrəşmişik. Uzun müddətə elmdə “efir” anlayışı üstünlük təşkil edirdi. İndi siz işıqlı efir konsepsiyasının və ya fiziki vakuumda elementar hissəciklərdən qazın mövcudluğunun tərəfdarlarına rast gələ bilərsiniz. Əgər nəzəriyyədə və ya modellərdə “efir” və ya digər diskret obyektlər üçün yer tapmaq mümkündürsə, bu cür fiziki reallığın yeri həmişə ikinci dərəcəli olacaqdır. Onların mənşəyini tapmaq problemi təkrar-təkrar ortaya çıxacaq. Diskret obyektlərə dünyanın əsas prinsipi rolunu təyin edən bütün anlayışların taleyi belədir.

Buradan belə nəticəyə gəlmək olar ki, diskret vakuum anlayışı əsas etibarilə qeyri-mümkündür. Fizikanın bütün inkişaf yolu göstərdi ki, heç bir zərrəcik özünün fundamental olduğunu iddia edə və kainatın əsası kimi çıxış edə bilməz. Diskretlik materiyaya xasdır. Maddə ikinci dərəcəlidir, davamlı vakuumdan gəlir, ona görə də dünyanın fundamental əsası kimi çıxış edə bilməz.

Fizika, fiziki vakuum problemini nümunə kimi istifadə edərək, riyaziyyatın çoxluqlar nəzəriyyəsində qarşılaşdığı eyni davamlılıq və diskretlik münaqişəsi ilə üzləşir. Riyaziyyatda davamlılıq və diskretlik arasındakı ziddiyyəti həll etmək cəhdi Kantor tərəfindən həyata keçirilmişdir (Kantorun kontinuum hipotezi). Nə onun müəllifi, nə də digər görkəmli riyaziyyatçılar bu ehtimalı sübuta yetirə bilməyiblər. Hazırda uğursuzluğun səbəbi aydınlaşdırılıb. Koenin tapıntılarına uyğun olaraq: Davamlılığın çoxsaylı və ya diskret strukturu ideyası əsassızdır. Bu nəticəni kontinuum vakuumuna qədər genişləndirməklə, "fiziki vakuumun çoxsaylı və ya diskret strukturu ideyası əsassızdır" deyə bilərik.

Həqiqətən sıçrayışlı bir yanaşma fiziki vakuumun həqiqətən davamlı bir mühit şəklində mövcud olmasına əsaslanır. Onun barəsində heç bir tədbir görülmür. Fiziki boşluğa bu cür yanaşma ilə onun müşahidə edilməməsi izahını tapır. Fiziki vakuumun müşahidə edilməməsi alətlərin və tədqiqat metodlarının qeyri-kamilliyi ilə əlaqələndirilməməlidir. Əsasən müşahidə olunmayan mühit olan fiziki vakuum onun davamlılığının birbaşa nəticəsidir. Davamlılıq xüsusiyyətinə malik olan fiziki varlıq üçün başqa heç bir xüsusiyyət və xüsusiyyət müəyyən edilə bilməz. Belə bir fiziki obyektə heç bir ölçü tətbiq olunmur, o, diskret olan hər şeyin əksidir.

6. Fiziki vakuumun mahiyyətinin yeni anlaşılması.

Müasir fiziki nəzəriyyələr hissəciklərdən - üçölçülü obyektlərdən daha aşağı ölçüyə malik yeni növ obyektlərə keçid tendensiyası nümayiş etdirir. Məsələn, superstring nəzəriyyəsində super simli obyektlərin ölçüsü məkan zamanının ölçüsündən çox kiçikdir. Hesab edilir ki, daha aşağı ölçülərə malik fiziki obyektlər fundamental statusa iddia etmək üçün daha çox əsasa malikdir.

Bu baxımdan V.Jvirblisin yanaşmasını sıçrayış hesab etmək olar. Zhvirblis iddia edir ki, fiziki vakuum davamlı maddi mühitdir. Şərti olaraq kvadratlara bölünmüş ikiölçülü məkanı sonsuz sıxlıqla dolduran “Peano sapı” ilə bənzətmə ilə müəllif öz fiziki vakuum modelini – şərti olaraq bölünmüş üçölçülü məkanı sonsuz sıx dolduran “Zvirblis ipi” təklif edir. tetraedraya çevrilir. Fikrimizcə, bu, fiziki vakuumun mahiyyətinin dərk edilməsində böyük bir irəliləyişdir. Jvirblis fiziki vakuum modeli kimi birölçülü riyazi obyekti - "Jvirblis ipini" hesab edir. Bütün məlum modellərdən fərqli olaraq, onun diskretlik modeli ən kiçik yer tutur. Və hədddə başa düşülür ki, məkanın super sıx doldurulması ilə mühit davamlı olur.

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, fiziki vakuum fundamental statusa, hətta maddənin ontoloji əsasına iddia etdiyinə görə, o, ən böyük ümumiliyə malik olmalı və müxtəlif müşahidə olunan obyekt və hadisələrə xas olan xüsusi xüsusiyyətlərə malik olmamalıdır. Məlumdur ki, obyektə əlavə atribut verilməsi bu obyektin universallığını azaldır. Beləliklə, məsələn, qələm universal bir anlayışdır. Hər hansı bir işarənin əlavə edilməsi bu konsepsiyanın əhatə etdiyi obyektlərin dairəsini daraldır (qapı dəstəyi, top tutacağı və s.). Beləliklə, belə bir nəticəyə gəlirik ki, hər hansı bir əlamətdən, ölçüdən, quruluşdan məhrum olan və prinsipcə modelləşdirilə bilməyən varlıq, çünki hər hansı bir modelləşdirmə diskret obyektlərin istifadəsini və işarələrin və ölçülərin köməyi ilə təsviri nəzərdə tutur. ontoloji status. Fundamental statusa iddia edən fiziki şəxs birləşmə olmamalıdır, çünki kompozit qurum öz tərkib hissələrinə münasibətdə ikinci dərəcəli statusa malikdir.

Beləliklə, müəyyən bir qurum üçün əsaslılıq və üstünlük tələbi aşağıdakı əsas şərtlərin yerinə yetirilməsini tələb edir:

Kompozit olmayın.
Ən az sayda xüsusiyyətlərə, xüsusiyyətlərə və xüsusiyyətlərə sahib olun.
Bütün müxtəlif cisimlər və hadisələr üçün ən böyük ümumiliyə sahib olmaq.
Potensial olaraq hər şey olmaq, amma əslində heç bir şey.
Heç bir tədbir görməyin.
Mürəkkəb olmamaq özündən başqa heç nəyi ehtiva etməmək deməkdir. Xüsusiyyətlərin, xassələrin və xüsusiyyətlərin ən az sayına gəlincə, ideal tələb onların heç olmaması olmalıdır. Cisim və hadisələrin bütün müxtəlifliyi üçün ən böyük ümumiliyə malik olmaq, konkret obyektlərin xüsusiyyətlərinə malik olmamaq deməkdir, çünki hər hansı konkretləşdirmə ümumiliyi daraldır. Potensial olaraq hər şey və əslində heç bir şey olmaq müşahidə olunmayan qalmaq, eyni zamanda fiziki obyekt statusunu saxlamaq deməkdir. Ölçülərin olmaması sıfır ölçülü olmaq deməkdir.

Bu beş şərt antik dövr filosoflarının, xüsusən də Platon məktəbinin nümayəndələrinin dünyagörüşü ilə son dərəcə uyğundur. Onlar hesab edirdilər ki, dünya əsas mahiyyətdən - ilkin Xaosdan yaranıb. Onların fikrincə, Xaos Kosmosun bütün mövcud strukturlarının yaranmasına səbəb olub. Eyni zamanda, onlar Xaosu sistemin xassələrinin və xüsusiyyətlərinin təzahürü üçün bütün imkanların şərti olaraq aradan qaldırılması kimi son mərhələdə qalan sistemin belə bir vəziyyəti hesab etdilər.

Maddi dünyanın heç bir diskret obyekti və heç bir kvant sahəsi obyekti yuxarıda sadalanan beş tələbi ödəmir. Buradan belə nəticə çıxır ki, bu tələbləri yalnız davamlı bir qurum ödəyə bilər. Buna görə də fiziki vakuum, əgər o, maddənin ən əsas vəziyyəti hesab edilirsə, davamlı (davamlı) olmalıdır. Bundan əlavə, riyaziyyatın nailiyyətlərini fizika sahəsinə (Kantorun kontinuum fərziyyəsi) genişləndirərək, fiziki vakuumun çoxsaylı strukturunun etibarlı olmadığı qənaətinə gəlirik. Bu o deməkdir ki, fiziki vakuumu efirlə, kvantlaşdırılmış obyektlə eyniləşdirmək və ya bu hissəciklər virtual olsa belə, onu hər hansı diskret hissəciklərdən ibarət hesab etmək yolverilməzdir.

Fikrimizcə, fiziki vakuum maddənin antipodu kimi qəbul edilməlidir. Beləliklə, biz materiya və fiziki vakuumu dialektik əksliklər hesab edirik. İnteqral dünya substansiya və fiziki vakuumla birlikdə təqdim olunur. Bu qurumlara bu yanaşma uyğun gəlir fiziki prinsip Tamamlayıcı N. Bora. Bu cür tamamlayıcı münasibətlərdə fiziki boşluq və maddə nəzərə alınmalıdır.

Fizika hələ belə bir fiziki obyektə rast gəlməmişdir - müşahidə olunmayan, heç bir tədbir göstərilə bilməz. Biz fizikada bu maneəni aşmalı və yeni növ fiziki reallığın - davamlılıq xassəsinə malik fiziki vakuumun mövcudluğunu tanımalıyıq. Davamlılıq xassəsinə malik fiziki vakuum məlum fiziki obyektlərin sinfini genişləndirir. Fiziki vakuumun belə bir paradoksal obyekt olmasına baxmayaraq, o, getdikcə fizikanın öyrənilməsi obyektinə çevrilir. Eyni zamanda, davamlılığına görə, model təsvirlərinə əsaslanan ənənəvi yanaşma vakuum üçün tətbiq olunmur. Ona görə də elm özünün öyrənilməsinin prinsipial olaraq yeni üsullarını tapmalı olacaq. Fiziki vakuumun təbiətinin aydınlaşdırılması elementar hissəciklər fizikasında və astrofizikada bir çox fiziki hadisələrə fərqli nəzər salmağa imkan verir. Bütün görünən kainat və qaranlıq maddə müşahidə olunmayan, davamlı fiziki vakuumdadır. Fiziki boşluq genetik olaraq fiziki sahələrdən və maddədən əvvəl gəlir, onları yaradır, ona görə də bütün Kainat hələ elmə məlum olmayan fiziki vakuum qanunlarına uyğun yaşayır.

Fiziki vakuumun təbiətinin bilikləri ilə bağlı problemlər zəncirində fiziki vakuumun entropiyasının qiymətləndirilməsi ilə bağlı əsas əlaqə mövcuddur. Biz inanırıq ki, fiziki vakuum bütün məlum fiziki cisimlər və sistemlər arasında ən yüksək entropiyaya malikdir, ona görə də Boltzmanın H teoremi ona tətbiq edilmir. Yuxarıdakı beş əsaslıq və fundamentallıq meyarı göstərir ki, bu cür tələblər ən yüksək entropiyaya malik olan obyekt tərəfindən qarşılana bilər. İnanırıq ki, vakuum-maddə faza keçidi özünü təşkil etmə proseslərinə aiddir. Boltsmanın H teoremi və Gibbs teoremi termodinamikada əsas alətə çevrildiyi kimi, fiziki vakuum nəzəriyyəsi üçün də H teoreminin özünütəşkiletmə proseslərinə ümumiləşdirilməsi əsasında öz alətini tapmaq lazımdır. Belə bir sıçrayışlı yanaşma artıq ortaya çıxır. Əsasən yeni yanaşma, fiziki vakuumun öyrənilməsi üçün tətbiq olunan, Yu.L.Klimontoviç tərəfindən qurulmuş entropiyanın azaldılması qanununu açır.

7. Entropiyanın azalması qanunu. Klimontoviçin S teoremi.

Vakuum-maddə faza keçidinin özünütəşkiletmə proseslərinə aid edilməli olduğuna əsaslanaraq, Boltsmanın H-teoreminin özünütəşkiletmə proseslərinə ümumiləşdirilməsi əsasında fiziki vakuumun öyrənilməsi üçün yeni alətin tapılması problemi yaranır. Fiziki vakuum bütün məlum fiziki obyektlər və sistemlər arasında ən yüksək entropiyaya malik olduğundan, bu problemin kontekstində entropiyanın azaldılması qanununun təsdiqini axtarmaq lazımdır.

Termodinamikada əsas qanun artan entropiya qanunudur. Bu qanunu Boltzmann nümunədən istifadə edərək qurdu ideal qaz. Boltzmanın H teoremi adlanır. Klimontoviç Yu.L. özünütəşkil prosesləri üçün fərqli qanunun işlədiyini göstərdi - entropiyanın azalması qanunu. Boltzmanın H teoreminin açıq sistemlər üçün analoqu Klimontoviçin S teoremidir. Yeni qanunun mahiyyəti belədir: əgər xaos dərəcəsinin mənşəyi kimi nəzarət parametrlərinin sıfır qiymətlərinə uyğun olan “tarazlıq vəziyyətini” götürsək, onda tarazlıq vəziyyətindən uzaqlaşdıqca, nəzarət parametrində dəyişiklik, orta enerjinin verilmiş dəyəri ilə əlaqəli entropiya dəyərləri azalır.

Bu yaxınlarda entropiyanın azalması qanununun eksperimental təsdiqi haqqında bir mesaj ortaya çıxdı. Avstraliyalı alimlər milli universitet eksperimental olaraq müəyyən etdi ki, qısa vaxtlarda mikron ölçülü hissəciklərin trayektoriyaları entropiyanın azalmasını açıq şəkildə göstərir. Təcrübə fokuslanmış lazer şüasının yaratdığı optik tələdə suda mikron ölçülü kolloid hissəciklər sisteminin davranışını araşdırdı. dan tədqiqatçılar yüksək dəqiqlik hissəciklərin mövqeyini izlədi. Lazer söndürüldükdə hissəciklər Brown hərəkəti etdi, lakin lazer işə salındıqda onlara maksimum işıq intensivliyi bölgəsinə yönəlmiş bir qüvvə hərəkət etməyə başladı. Müəyyən edilmişdir ki, qısa intervallarda hissəciklərin trayektoriyaları entropiyanın azalmasına uyğundur, uzun intervallarda - saniyələrdə isə belə trayektoriyalar praktiki olaraq müşahidə edilmir. Bu, termodinamikanın ikinci qanununun pozulmasının birbaşa müşahidəsidir. Bu təcrübə Yu.L. açıq sistemlər üçün entropiyanın azaldılması qanunu.

Aşağıda bəzi nəticələrimiz verilmişdir eksperimental tədqiqatlar, fikrimizcə, bu da entropiyanın azaldılması qanununu təsdiqləyir. Biz plazmada aşkar edilən qeyri-adi fiziki təsirləri araşdırdıq. Plazmada müntəzəm strukturların görünüşü müşahidə edilmişdir. Plazmanın kvazi-neytral vəziyyəti nizamlı vəziyyətə keçdi. Yaranan nizamlı strukturlar fraktal naxışlara malik idi. Odadavamlı metallardan hazırlanmış hədəflərdə qeydə alınmış plazma fraktallarının “izlərinin” bəzi fotoşəkilləri aşağıda Şəkil 1-də göstərilmişdir. Fraktal halqa strukturlarında zolaqların eni nisbətlərində dövrün ikiqat artması prinsipi əsasında qurulmuş xarakterik bir asılılıq görünür. Feigenbaum öz tədqiqatlarında xaotik davranışa malik sistemlərdə salınım dövrünün ikiqat artırılmasının universallığına diqqət çəkdi.

Şəkil 2. Plazma fraktalları.

Strukturlarda fraktal təzahürlər bir çox təbii təzahürlər üçün ümumi xüsusiyyətdir. Fraktallar həm makro səviyyədə, həm də elementar hissəciklər səviyyəsində görünür. Plazma da istisna deyil. Plazmada müntəzəm strukturların görünüşü, entropiyanın azalması ilə gedən proseslərin mövcudluğunu göstərir. Plazma entropiyasının azalmasının öyrənilməsinin nəticələri fiziki vakuumdakı prosesləri başa düşmək üçün açar ola bilər və bu, vakuumdan diskret maddənin yaranmasına səbəb ola bilər.

Klimontoviç teoremi praktiki olaraq kontinuumda nizamlı strukturların görünməsinin mümkünlüyü ilə bağlı qadağanı aradan qaldırır. Fiziki vakuum nəzəriyyəsi çərçivəsində Klimontoviçin S-teoremindən istifadə etməklə, kontinuumda təkcə müntəzəm strukturların deyil, həm də fasiləsiz vakuumdan diskret hissəciklərin əmələ gəlməsini əsaslandırmaq mümkün olur. Klimontoviçin S-teoreminin nəticələrindən biri diskretliyin köklərini davamlılıqda axtarmaq lazım olduğu qənaətidir. Klimontoviçin entropiyanın azaldılması qanunu davamlılıq və diskretlik arasında hələ həll edilməmiş əsas ziddiyyətin həlli üçün açarı təqdim edir.

Nəticələr.

Fiziki vakuumun mahiyyətinin aydınlaşdırılması fundamental fizikanın ən mühüm vəzifəsidir. Bu problemin həlli yeni fiziki nəzəriyyənin yaradılmasının açarını verə bilər.
Əsas statusa malik olduğunu iddia edən fiziki obyekt ən böyük ümumiliyə malik olmalıdır. O, müxtəlif müşahidə olunan obyekt və hadisələrə xas olan xüsusi xüsusiyyətlərə malik olmamalıdır.
Fiziki obyektlər üçün ilkinlik və əsaslılığın əsas meyarları tərtib edilmişdir.
Davamlılıq xassəsinə malik olan obyekt ən böyük ümumiliyə malikdir, ona görə də fundamental statusa malik olan fiziki vakuum davamlı fiziki varlıq hesab edilməlidir.
Davamlılıq xüsusiyyətinə malik olan fiziki vakuum məlum fiziki obyektlərin sinfini genişləndirir.
Diskret maddə və davamlı fiziki vakuum “YIN” və “YANG” tipinə görə bir-birini tamamlayan və bir-birinə bağlı əksliklər kimi korrelyasiya edir. Fizikaya tətbiq edildiyi kimi, onlar N.Borun tamamlayıcılıq prinsipinə uyğun gələn tamamlayıcılıq münasibətlərindədirlər.
Fiziki vakuum bütün məlum fiziki obyektlər və sistemlər arasında ən yüksək entropiyaya malikdir.
Fiziki vakuum nəzəriyyəsi üçün Boltsmanın H teoreminin özünütəşkiletmə proseslərinə ümumiləşdirilməsinə əsaslanan yeni tədqiqat aləti axtarmaq lazımdır.
Plazmada aşkar edilmiş fraktallar özünütəşkil proseslərində entropiyanın azalması qanununu təsdiq edir.
Fiziki vakuumun öyrənilməsinə yeni yanaşma Klimontoviçin S teoremi ilə açılır. Klimontoviçin entropiyanın azaldılması qanunu davamlılıq və diskretlik arasında hələ həll edilməmiş əsas ziddiyyətin həlli üçün açarı təqdim edir.

Böyük Boşluq, Böyük Heç bir şey və ya vakuum (lat. vakuum boşluq), ətrafımızdakı dünyanın mənbəyidir, əsrlərə gedib çıxır. Mütəfəkkirlərə görə qədim şərq, bütün maddi cisimlər boşluqdan yaranır. Böyük Boşluğun özündə davamlı olaraq real obyektlərin yaradılması aktları baş verir. Qədim Hindistan Vedalarında boşluq məkanla eyniləşdirilir.

Boşluğun mövcudluğu problemi qədim təbiət fəlsəfəsində də qoyulmuşdu, burada dünya fəzasının boş olması və ya boşluqdan fərqli bir şey olan hansısa maddi mühitlə dolu olması məsələsi müzakirə edilmişdir.

Böyük qədim yunan filosofu Demokritin fəlsəfi konsepsiyasına görə, bütün maddələr zərrəciklərdən ibarətdir, onların arasında boşluq vardır. Ancaq başqa, heç də az məşhur olmayan qədim yunan filosofu Aristotelin fəlsəfi konsepsiyasına görə, dünyada “heç nəyin” olacağı ən kiçik bir yer yoxdur. Kainatın bütün məkanına nüfuz edən bu mühit adlanır efir.

Efir anlayışı Avropa elminə daxil oldu. Böyük Nyuoton anlayırdı ki, kosmosda fiziki reallıq olarsa, ümumdünya cazibə qanunu məna kəsb edər, yəni. fiziki xassələrə malik mühitdir. O yazırdı: “... bir cismin hərəkəti və qüvvəni bir bədəndən digərinə ötürən bir şeyin iştirakı olmadan, məsafədəki boşluq vasitəsilə digər cismə təsir göstərə bilməsi fikri mənə absurd görünür” 1 . Eyni zamanda Nyuoton müasir dövr elmində hadisələr fəzasının həndəsəsi ilə mexanika arasındakı əlaqəni ilk dəfə açmışdır. O, mexanikanı inertial istinad sistemlərinə nisbətən hərəkət edən maddi cisimlərin məsafələrinin və zaman anlarının ölçülməsi nəzəriyyəsi kimi inkişaf etdirdi. Ölçmələr nəticəsində alınan məlumatlar işlənmiş, bundan sonra əvvəlcə trayektoriya tənlikləri, sonra isə diferensial formada hərəkət tənlikləri qurulmuşdur. İ.Nyoton yazırdı: “Həndəsə mexaniki təcrübəyə əsaslanır və ümumi mexanikanın dəqiq ölçmə sənətinin ifadə olunduğu və sübut olunduğu hissədən başqa bir şey deyil”.

Elmi fikirlərin inkişafı xətti deyil. Hər şey daha mürəkkəb və dramatikdir. Beləliklə, yaranan elmi təbiət elmində fiziki xassələri olan dünya mühiti kimi efir ideyası və həndəsi xassələri cisimlərin hərəkət mexanikası ilə müəyyən edilən kosmos ideyası formalaşdırıldı. Yayımlara üstünlük verildi.

Klassik fizikada efirin varlığını təsdiq edən eksperimental məlumatlar yox idi, lakin onu təkzib edəcək heç bir məlumat da yox idi. Nyutonun nüfuzu efirin fizikanın ən vacib anlayışı kimi qəbul edilməsinə kömək etdi. Konsepsiya altında

"Efir" cazibə və elektromaqnit qüvvələrinin yaratdığı hər şeyi pozmağa başladı. Lakin atom fizikası yaranana qədər digər fundamental qarşılıqlı təsirlər praktiki olaraq öyrənilmədiyi üçün onlar efirin köməyi ilə hər hansı hadisəni və istənilən prosesləri izah etməyə çalışırdılar.

Efir ümumdünya cazibə qanununun işləməsini təmin etməli idi; efir işıq dalğalarının keçdiyi bir mühitə çevrildi və elektromaqnit qüvvələrinin bütün təzahürlərinə cavabdeh idi. Fizikanın inkişafı efirə getdikcə daha çox ziddiyyətli xüsusiyyətlər bəxş etməyi zəruri etdi.

XX əsrin əvvəllərində. A. Eynşteyn efir anlayışını elmi cəhətdən qeyri-mümkün kimi rədd etməyin zəruriliyini əsaslandırdı. O, 1880-1887-ci illərdə Yerin efirə nisbətən hərəkət sürətini aşkar etmək üçün aparılan təcrübələrin mənfi nəticəsini xatırladıb. M. Mişelson. Nyuton dövründən 20-ci əsrin əvvəllərinə qədər efirlə bağlı bütün fərziyyələri nəzərdən keçirən A.Eynşteyn “Fizikanın təkamülü” əsərində belə yekunlaşdırır: “Efiri gerçəkləşdirmək üçün bütün cəhdlərimiz uğursuzluğa düçar oldu. O, nə mexaniki quruluşunu, nə də mütləq hərəkətini kəşf etməmişdir. Efirin bütün xassələrindən heç nə qalmadı... Efirin xüsusiyyətlərini kəşf etmək üçün edilən bütün cəhdlər çətinliklərə və ziddiyyətlərə səbəb oldu. Bu qədər uğursuzluqdan sonra elə bir an gəlir ki, insan efiri tamamilə unutmalı və onu bir daha xatırlamamağa çalışmalıdır.

Qeyd edək ki, efirin aşkarlanması üzrə təcrübələr 1921-1925-ci illərdə də davam etdirilib. Mount Wilson Rəsədxanasında və müsbət nəticələr verdi. Lakin bu, sonradan baş verdi və sonra 1905-ci ildə xüsusi nisbilik nəzəriyyəsində “efir” anlayışından imtina edildi.

Ümumi nisbilik nəzəriyyəsində kosmos qravitasiya kütlələri olan cisimlərlə qarşılıqlı təsirdə olan maddi mühit hesab olunurdu. Kosmosun əyriliyinin abstrakt həndəsi konsepsiyası ilə cazibə qüvvəsinin fiziki problemləri arasında ümumi dərin əlaqəni ilk dəfə A.Eynşteyn göstərmişdir. Oxşar fikirləri ingilis riyaziyyatçısı U.Klifford (1845-1879) işləyib hazırlamışdır ki, o da hesab edirdi ki, “in fiziki dünya fəzanın əyriliyinin dəyişməsindən başqa heç nə baş vermir” 1 . Kliffordun fikrincə, maddə kosmos yığınları, düz fəza fonunda özünəməxsus əyrilik təpələridir.

Ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin yaradıcısı özü hesab edirdi ki, hər yerdə mövcud olan bəzi maddi mühit hələ də mövcud olmalı və müəyyən xüsusiyyətlərə malik olmalıdır. Ümumi nisbilik nəzəriyyəsi ilə bağlı əsərlərin nəşrindən sonra Eynşteyn dəfələrlə efir anlayışına qayıtdı və hesab edirdi ki, “nəzəri fizikada efirsiz, yəni fiziki xassələrə malik olan kontinuum olmadan edə bilmərik” .

Lakin o dövrdə “efir” anlayışının artıq elm tarixinə aid olduğuna inanıldığından, ona qayıtmaq mümkün olmayıb. “Fiziki xassələrə malik davamlılıq” olduğu fikri təsdiqləndi fiziki boşluq.

Müasir fizikada belə hesab edilir ki, dünyanın fundamental maddi əsasının rolunu bütün məkana nüfuz edən universal mühit olan fiziki vakuum oynayır. Fiziki vakuum elə davamlı bir mühitdir ki, orada maddə hissəcikləri, sahə yoxdur və eyni zamanda o, fiziki obyektdir və heç bir "heç bir şey" xüsusiyyətindən məhrum deyil. Fiziki vakuum birbaşa müşahidə edilmir, təcrübələrdə yalnız onun xassələrinin təzahürü müşahidə olunur.

Vakuum probleminin həlli üçün əsas əhəmiyyətə malik olan ingilis fiziki, 1933-cü ildə Nobel mükafatı laureatı P.Diracın əsərləri idi. Görünüşlərindən əvvəl, vakuumun hər hansı bir transformasiyaya baxmayaraq, dəyişməyə qadir olmayan təmiz "heç nə" olduğuna inanılırdı. Dirakın nəzəriyyəsi əvvəlki "heç nəyin" çoxlu sayda "hissəcik - antihissəcik" cütlərinə çevrildiyi vakuumun çevrilməsinə yol açdı.

Dirakın vakuumu, içindəki elektromaqnit proseslərin gedişinə təsir göstərməyən vahid bir fon meydana gətirən mənfi enerjili elektronlar dənizidir. Mənfi enerjili elektronları dəqiq müşahidə etmirik, çünki onlar bütün dünya hadisələrinin baş verdiyi davamlı görünməz fon yaradırlar. Yalnız vakuum vəziyyətində dəyişikliklər, onun "narahatlıqları" müşahidə edilə bilər.

Enerji ilə zəngin bir işıq kvantı - bir foton - elektron dənizinə daxil olduqda, narahatlığa səbəb olur və mənfi enerjili elektron müsbət enerjili vəziyyətə keçə bilər, yəni. sərbəst elektron kimi müşahidə olunacaq. Sonra mənfi elektronlar dənizində bir "deşik" əmələ gəlir və bir cüt yaranır - bir elektron və bir "deşik".

Başlanğıcda, Dirac vakuumundakı dəliklərin protonlar olduğu güman edilirdi, o dövrdə elektrona əks yüklü olan yeganə elementar hissəciklər məlumdur. Lakin bu fərziyyə sağ qalmaq üçün nəzərdə tutulmayıb: heç kim təcrübədə elektronun protonla məhv olmasını müşahidə etməyib.

Real varlıq məsələsi və fiziki hiss"dəliklər" 1932-ci ildə maqnit sahəsində kosmosdan gələn hissəciklərin izlərini (izlərini) fotoşəkil çəkən amerikalı fizik C. D. Anderson (1905-1991) tərəfindən həll edilmişdir. O, kosmik şüalarda əvvəllər naməlum olan, bütün parametrlərində elektronla eyni olan, lakin əks işarəli yükə malik olan hissəciyin izini aşkar etdi. Bu hissəcik adlandırıldı pozitron. Bir elektrona yaxınlaşdıqda, bir pozitron onunla birlikdə iki yüksək enerjili fotona (qamma kvant) çevrilir, ehtiyac enerjinin və impulsun saxlanması qanunları ilə bağlıdır.

K. Anderson kəşfinə görə aldı Nobel mükafatı, və P. Dirak - onun kvant vakuum nəzəriyyəsinin təsdiqi.

Sonradan məlum oldu ki, demək olar ki, bütün elementar hissəciklərin (hətta elektrik yükləri olmadan da) öz "güzgü" əkizləri - onlarla birlikdə məhv ola bilən antihissəciklər var. Yalnız istisnalar, antihissəcikləri ilə eyni olan fotonlar kimi bir neçə həqiqətən neytral hissəciklərdir.

P.Dirakın böyük xidməti ondan ibarət idi ki, o, elektronların hərəkətinin relativistik nəzəriyyəsini inkişaf etdirdi, o, pozitronu, annigilyasiyanı və vakuumdan elektron-pozitron cütlərinin doğulmasını proqnozlaşdırdı. Aydın oldu ki, vakuum mürəkkəb bir quruluşa malikdir, ondan cütlər yarana bilər: hissəcik + antihissəcik. Sürətləndirici təcrübələr bu fərziyyəni təsdiqlədi.

Vakuumun xüsusiyyətlərindən biri, onda enerjisi sıfıra bərabər olan və real hissəciklər olmayan sahələrin olmasıdır. Sual yaranır: fotonsuz elektromaqnit sahəsi, elektron və pozitronsuz elektron-pozitron sahəsi və s. necə ola bilər?

Vakuumda sahələrin sıfır salınımını izah etmək üçün virtual (mümkün) hissəcik anlayışı təqdim edildi - 1CP 21 -10~24 s sırasının çox qısa ömrü olan hissəcik. Bu, zərrəciklərin niyə vakuumda - müvafiq sahələrin kvantlarında daim doğulduğunu və yox olduğunu izah edir. Fərdi virtual hissəcikləri prinsipcə aşkar etmək mümkün deyil, lakin onların adi mikrohissəciklərə ümumi təsiri eksperimental olaraq aşkar edilir. Fiziklər hesab edirlər ki, tamamilə bütün reaksiyalar, real elementar hissəciklər arasındakı bütün qarşılıqlı təsirlər elementar hissəciklərin də təsir etdiyi vakuum virtual fonunun əvəzsiz iştirakı ilə baş verir. Adi hissəciklər virtual hissəciklər yaradır. Məsələn, elektronlar virtual fotonları daim yayır və dərhal udur.

Kvant fizikasının sonrakı tədqiqatları real hissəciklərin vakuumdan əmələ gəlməsinin mümkünlüyünün öyrənilməsinə həsr olunmuşdu, bunun nəzəri əsaslandırılması 1939-cu ildə E.Şrödinger tərəfindən verilmişdir. Kvant fizikası sübut etdi ki, hissəciklər və antihissəciklər gizli formada mövcuddur. vakuum və bir enerji kvantı bir cüt "elektron-pozitron" nümayiş etdirir, ona dünyada müşahidə edilə bilən bir təzahür verir.

Beləliklə, XX əsrin birinci yarısında. fizikada fiziki reallığın yeni səviyyəsini - fiziki vakuumu başa düşmək üçün iki yanaşma işlənib hazırlanmışdır. Təbiət nəzəriyyələrində müxtəlif - kvant nəzəriyyəsi II. Dirak və A.Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi - onun haqqında müxtəlif fikirlər verdi. Dirakın kvant nəzəriyyəsində neytral qalan vakuum virtual hissəciklərdən - elektronlardan və pozitronlardan ibarət bir növ "qaynayan bulyon" idi. A.Eynşteyn nəzəriyyəsində vakuum Rieman həndəsəsi ilə təchiz edilmiş boş dördölçülü fəza kimi qəbul edilirdi.

A.Eynşteyn vakuum haqqında iki fərqli fikri birləşdirmək üçün vahid sahə nəzəriyyəsi adlı proqram irəli sürdü. Amma A.Einstein bu sahəni tapıb vahid sahə nəzəriyyəsi yarada bilmədi.

Hazırda fiziki vakuum anlayışı Rusiya Təbiət Elmləri Akademiyasının akademiki G. İ. Şipovun əsərlərində ən dolğun şəkildə təmsil olunur.

1998-ci ildə G. İ. Şipov (d. 1938) fiziki vakuumun strukturunu təsvir edən yeni fundamental tənliklər işləyib hazırladı. Bu tənliklər həndəsiləşdirilmiş Heisenberg tənliklərini, həndəsiləşdirilmiş Eynşteyn tənliklərini və həndəsiləşdirilmiş Yang-Mills tənliklərini ehtiva edən birinci dərəcəli qeyri-xətti diferensial tənliklər sistemidir. G. İ. Şipovun nəzəriyyəsində fəza-zaman Eynşteynin nəzəriyyəsində olduğu kimi təkcə əyri deyil, həm də Riman-Kartan həndəsəsindəki kimi burulmuşdur.

Fransız riyaziyyatçısı Elie Cartan (1869-1951) ilk dəfə fırlanma nəticəsində yaranan sahələrin təbiətdə mövcud olmasını təklif etdi. Bu sahələr adlanır burulma sahələri, və ya burulma sahələri(fr-dan. burulma- burulma). Kosmosun burulmasını nəzərə almaq üçün G. I. Şipov həndəsiləşdirilmiş tənliklərə bir sıra bucaq koordinatları təqdim etdi ki, bu da fiziki vakuum nəzəriyyəsində dördün sonsuz kiçik fırlanma kvadratını təyin edən bucaq metrikasından istifadə etməyə imkan verdi. ölçülü istinad çərçivəsi.

Burulma sahəsini təsvir edən fırlanma koordinatlarının əlavə edilməsi nisbilik prinsipinin fiziki sahələrə genişlənməsinə səbəb oldu: vakuum tənliklərinə daxil olan bütün fiziki sahələr nisbidir. Ümumi nisbilik prinsipi həm xüsusi, həm də ümumiləşdirir ümumi prinsiplər Eynşteynin nisbiliyi və üstəlik, bütün fiziki sahələrin nisbiliyini təsdiqləyir.

Şipov tənliklərinin tapılmış həlləri əyri və bükülmüş məkan-zamanı təsvir edir, virtual vəziyyətdə vakuum həyəcanları kimi şərh olunur. Bu həllər, ona daxil olan inteqrasiya sabitləri (və ya funksiyaları) fiziki sabitlərlə eyniləşdirildikdən sonra real maddəni təsvir etməyə başlayır. G. I. Shipov fiziki vakuumun üç müxtəlif vəziyyətini ayırd edir:

• mütləq sonsuz (boş) homogen və izotrop psevdoevklid fəzası olan ;
• ilkin oyatdı, vakuumun ilkin burulma qütbləşməsi (ilkin ətalət sahələri);
• həyəcanlı, potensial (mümkün) vəziyyətdə olan maddi obyektləri təmsil edir.

Vakuum tənliklərinin və ümumi nisbilik prinsipinin müvafiq sadələşdirmələrdən sonra kvant nəzəriyyəsinin tənliklərinə və prinsiplərinə gətirib çıxarması son dərəcə vacibdir. Beləliklə əldə edilən kvant nəzəriyyəsi belə çıxır deterministik, baxmayaraq ki, kvant obyektlərinin davranışının ehtimal təfsiri qaçılmaz olaraq qalır. Hissəciklər bu təbəqənin kütləsi (və ya yükü) sabit dəyərə meyl etdikdə sırf sıfır formalaşmanın məhdudlaşdırıcı halını təmsil edir. Bu məhdudlaşdırıcı halda korpuskulyar-dalğa dualizmi baş verir. Kvant nəzəriyyəsi fırlanma ilə əlaqədar fiziki sahələrin nisbi təbiətini nəzərə almadığından kvant nəzəriyyəsi tamamlanmamışdı. Q.İ.Şipovun əsərlərində nisbilik prinsipini genişləndirməklə daha mükəmməl kvant nəzəriyyəsinin tapıla biləcəyi ilə bağlı Eynşteynin təxminləri təsdiqləndi.

Əsas vəziyyətdə mütləq vakuum bucaq momentumunun və digər fiziki xüsusiyyətlərin sıfır orta qiymətinə malikdir və pozulmamış vəziyyətdə müşahidə edilmir. Onun dalğalanması zamanı müxtəlif vakuum halları yaranır.

Təbiət elmlərinin böyük əksəriyyətinin öyrənilməsində fundamental element maddədir. Bu yazıda maddəni, onun hərəkət formalarını və xassələrini nəzərdən keçirəcəyik.

məsələ nədir?

Əsrlər boyu maddə anlayışı dəyişmiş və təkmilləşmişdir. Beləliklə, qədim yunan filosofu Platon onu şeylərin alt qatı kimi görürdü ki, bu da onların ideyasına qarşı çıxır. Aristotel deyirdi ki, o, nə yaradıla, nə də məhv edilə bilməyən əbədi bir şeydir. Sonralar filosoflar Demokrit və Levkipp materiyanı dünyamızda və kainatdakı bütün cisimləri təşkil edən bir növ fundamental substansiya kimi təyin etdilər.

Müasir materiya anlayışı V. İ. Lenin tərəfindən verilmişdir, ona görə o, müstəqil və müstəqil obyektiv kateqoriyadır, insanın qavrayışı, hissləri ilə ifadə olunur, onu kopyalamaq və fotoşəkil çəkmək də mümkündür.

Maddənin atributları

Maddənin əsas xüsusiyyətləri üç xüsusiyyətdir:

• Kosmos.
• Vaxt.
• Trafik.

İlk ikisi metroloji xüsusiyyətlərə görə fərqlənir, yəni xüsusi alətlərlə kəmiyyətcə ölçülə bilər. Kosmos metrlərlə və onun törəmələri ilə, zaman isə saatlarla, dəqiqələrlə, saniyələrlə, eləcə də günlərlə, aylarla, illərlə və s. ilə ölçülür. Zamanın da başqa, heç də az əhəmiyyətli olmayan özəlliyi var - dönməzlik. Hər hansı bir ilkin zaman nöqtəsinə qayıtmaq mümkün deyil, zaman vektoru həmişə birtərəfli istiqamətə malikdir və keçmişdən gələcəyə doğru hərəkət edir. Zamandan fərqli olaraq, məkan daha mürəkkəb anlayışdır və üçölçülü ölçüyə (hündürlük, uzunluq, en) malikdir. Beləliklə, bütün növ materiya müəyyən müddət ərzində kosmosda hərəkət edə bilər.

Maddənin hərəkət formaları

Bizi əhatə edən hər şey kosmosda hərəkət edir və bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur. Hərəkət davamlı olaraq baş verir və bütün növ maddələrin malik olduğu əsas xüsusiyyətdir. Eyni zamanda, bu proses təkcə bir neçə obyektin qarşılıqlı təsiri zamanı deyil, həm də maddənin özündə də davam edə bilər və onun modifikasiyasına səbəb olur. Maddənin aşağıdakı hərəkət formaları var:

• Mexanik kosmosda cisimlərin hərəkətidir (budaqdan düşən alma, qaçan dovşan).

• Fiziki - orqanizm öz xüsusiyyətlərini dəyişdikdə baş verir (məsələn, aqreqasiya vəziyyəti). Nümunələr: qar əriyir, su buxarlanır və s.
• Kimyəvi - maddənin kimyəvi tərkibinin dəyişdirilməsi (metal korroziyası, qlükoza oksidləşməsi)
• Bioloji - canlı orqanizmlərdə baş verir və vegetativ böyümə, maddələr mübadiləsi, çoxalma və s.

• Sosial forma - sosial qarşılıqlı fəaliyyət prosesləri: ünsiyyət, yığıncaqlar, seçkilər və s.
• Geoloji - yer qabığında və planetin bağırsaqlarında maddələrin hərəkətini xarakterizə edir: nüvə, mantiya.

Maddənin yuxarıda göstərilən bütün formaları bir-biri ilə bağlıdır, bir-birini tamamlayır və bir-birini əvəz edir. Onlar təkbaşına mövcud ola bilməzlər və özlərini təmin edə bilməzlər.

Maddənin xassələri

qədim və müasir elm materiyaya çoxlu xassələr aid etdi. Ən çox yayılmış və aşkar hərəkətdir, lakin digər universal xüsusiyyətlər də var:

• O, sarsılmaz və sarsılmazdır. Bu xassə o deməkdir ki, hər hansı bir cismin və ya maddənin müəyyən müddət mövcud olması, inkişaf etməsi, ilkin obyekt kimi mövcudluğunu dayandırması, bununla belə, maddənin mövcudluğunu dayandırmır, sadəcə olaraq başqa formalara çevrilməsidir.
• Kosmosda əbədi və sonsuzdur.
• Daimi hərəkət, çevrilmə, modifikasiya.
• Qədər, yaradan amillərdən və səbəblərdən asılılıq. Bu xassə müəyyən hadisələrin nəticəsi olaraq maddənin mənşəyinin bir növ izahıdır.

Maddənin əsas növləri

Müasir alimlər üçü fərqləndirirlər əsas növ məsələ:

• İstirahətdə müəyyən bir kütləyə malik olan maddə ən çox yayılmış növdür. O, hissəciklərdən, molekullardan, atomlardan, eləcə də onların fiziki bədəni əmələ gətirən birləşmələrindən ibarət ola bilər.
• Fiziki sahə cisimlərin (maddələrin) qarşılıqlı təsirini təmin etmək üçün nəzərdə tutulmuş xüsusi maddi maddədir.
• Fiziki vakuum ən aşağı enerji səviyyəsinə malik maddi mühitdir.

Maddə

Substansiya bir növ materiyadır, onun əsas xassəsi diskretlikdir, yəni kəsilməzlik, məhdudiyyətdir. Onun strukturuna atomu təşkil edən proton, elektron və neytron şəklində olan ən kiçik hissəciklər daxildir. Atomlar birləşərək molekullar əmələ gətirir, maddə əmələ gətirir və bu da öz növbəsində fiziki bədən və ya maye maddə əmələ gətirir.

Hər hansı bir maddə onu digərlərindən fərqləndirən bir sıra fərdi xüsusiyyətlərə malikdir: kütlə, sıxlıq, qaynama və ərimə nöqtəsi, kristal qəfəs quruluşu. Müəyyən şəraitdə müxtəlif maddələr birləşdirilə və qarışdırıla bilər. Təbiətdə onlar üç aqreqasiya vəziyyətində olur: bərk, maye və qaz halında. Eyni zamanda, aqreqasiyanın xüsusi vəziyyəti yalnız maddənin tərkibinin şərtlərinə və molekulyar qarşılıqlı təsirin intensivliyinə uyğundur, lakin onun fərdi xüsusiyyəti deyil. Beləliklə, müxtəlif temperaturlarda su maye, bərk və qaz halında ola bilər.

fiziki sahə

Fiziki maddənin növlərinə fiziki sahə kimi bir komponent də daxildir. Bu, maddi cisimlərin qarşılıqlı əlaqədə olduğu bir növ sistemdir. Sahə müstəqil obyekt deyil, onu əmələ gətirən hissəciklərin spesifik xüsusiyyətlərinin daşıyıcısıdır. Beləliklə, bir hissəcikdən ayrılan, lakin digəri tərəfindən udulmayan impuls sahənin mülkiyyətidir.

Fiziki sahələr materiyanın davamlılıq xüsusiyyətinə malik real qeyri-maddi formalarıdır. Onlar müxtəlif meyarlara görə təsnif edilə bilər:

1. Sahə yaradan yükdən asılı olaraq elektrik, maqnit və qravitasiya sahələri var.
2. Yüklərin hərəkətinin təbiətinə görə: dinamik sahə, statistik (bir-birinə nisbətən sabit olan yüklü hissəcikləri ehtiva edir).
3. Fiziki təbiətinə görə: makro və mikro sahələr (ayrı-ayrı yüklü hissəciklərin hərəkəti nəticəsində yaranır).
4. Varlıq mühitindən asılı olaraq: xarici (yüklü hissəcikləri əhatə edən), daxili (maddə daxilində sahə), həqiqi (xarici və daxili sahələrin ümumi dəyəri).

fiziki boşluq

20-ci əsrdə "fiziki boşluq" termini bəzi hadisələri izah etmək üçün materialistlər və idealistlər arasında uzlaşma kimi fizikada ortaya çıxdı. Birincilər ona maddi xüsusiyyətlər aid edirdilər, ikincilər isə vakuumun boşluqdan başqa bir şey olmadığını müdafiə edirdilər. Müasir fizika idealistlərin mühakimələrini təkzib etdi və sübut etdi ki, vakuum maddi mühitdir, buna kvant sahəsi də deyilir. Tərkibindəki hissəciklərin sayı sıfıra bərabərdir, lakin bu, ara fazalarda hissəciklərin qısamüddətli görünüşünün qarşısını almır. Kvant nəzəriyyəsində fiziki vakuumun enerji səviyyəsi şərti olaraq minimum, yəni sıfıra bərabər götürülür. Bununla belə, eksperimental olaraq sübut edilmişdir ki, enerji sahəsi həm mənfi, həm də müsbət yüklər götürə bilər. Kainatın məhz həyəcanlı fiziki boşluq şəraitində yarandığına dair bir fərziyyə var.

İndiyədək fiziki vakuumun strukturu tam öyrənilməmişdir, baxmayaraq ki, onun bir çox xassələri məlumdur. Dirakın dəlik nəzəriyyəsinə görə, kvant sahəsi eyni yüklü hərəkət edən kvantlardan ibarətdir; kvantların öz tərkibi qeyri-müəyyən olaraq qalır, çoxluqları dalğa axınları şəklində hərəkət edir.

Elm və texnologiyada vakuum sıxlığı yer səviyyəsində havanın vəziyyətinə uyğun gələn sıxlıqdan az olan qazın vəziyyətinə aiddir. Qazın sıxlığının azalması nə qədər çox olarsa, vakuum da bir o qədər yaxşı olar. Vakuum elm və texnologiyanın müxtəlif sahələrində geniş istifadə olunan bir çox faydalı xüsusiyyətlərə malikdir. Məsələn, vakuumda metalların oksidləşməsi zamanı oksigenin kimyəvi aktivliyi kəskin şəkildə azalır.

Başqa sözlə, müxtəlif kimyəvi maddələr vakuumda saxlanıla bilər və onların spesifik xüsusiyyətlərindən istifadə edilə bilər. Çox yüksək dərəcələr səthin seyrəkləşməsi bir neçə saat ərzində təmiz qalır (ən azı bir qaz monolayının adsorbsiyası olmadan), bu belə səthləri, həmçinin adsorbsiya edilmiş qaz molekulları ilə əlaqəli müxtəlif hadisələri öyrənməyə imkan verir. Vakuum şəraitində qalıq qazın molekullarının az olması müxtəlif hissəciklərin belə şəraitdə uzun məsafələrə toqquşmadan keçə bilməsinə səbəb olur.

Bu xüsusilə yüklü hissəciklər - elektronlar, ionlar və protonlar üçün vacibdir, onların trayektoriyaları vakuumda elektrik və/yaxud maqnit sahələrindən istifadə etməklə idarə oluna bilər. Səsin yayılması, istilik və kütlə ötürülməsi kimi fiziki hadisələr, hansı zaman atmosfer təzyiqi qaz molekullarının qarşılıqlı təsir prosesləri ilə müəyyən edilir, təzyiqin azalması ilə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir ki, bu cür qarşılıqlı təsirlərin daşıma mexanizmində rolu ikinci dərəcəli olur.

Bu təsirlər açıq-aydın asılıdır nadirləşmə dərəcəsi. Beləliklə, həcmdə qalıq qazın sıxlığı vakuumun birbaşa ölçüsüdür. Lakin Boylin işindən artıq məlum idi ki, qazın sıxlığı təzyiqlə düz mütənasibdir, ona görə də qalıq qazın təzyiqindən vakuum dərəcəsini təyin etmək adi təcrübəyə çevrilmişdir.

Müasir vakuum texnologiyası atmosfer təzyiqindən 1015 dəfə az təzyiqlə xarakterizə edilən vakuum yaratmağa imkan verir. Rahatlıq üçün əldə edilə bilən nadirləşmə dəyərlərinin bütün diapazonu bir neçə alt diapazona bölünür. Sxematik olaraq, bu bölmə Şəkildə göstərilmişdir. 1.1, burada təzyiq Paskalda ölçülür. Bu rəqəm vakuum dərəcəsindən asılı olaraq vakuumun əsas tətbiqlərini də göstərir. Vakuumun istifadəsi, məsələn, preslərdə və qaldırma mexanizmlərində, hər hansı bir xüsusi vakuumla deyil, pistonun hər iki tərəfindəki təzyiq fərqindən yaranan əhəmiyyətli qüvvələrlə bağlıdır.

Yuxarıda qeyd olunan vakuum xüsusiyyətlərinin istifadəsi müvafiq dərəcədə vakuumun təmin edilməsini tələb edir ki, bu da öz növbəsində düzgün seçilmiş vakuum sistemi avadanlıqlarının istifadəsini tələb edir. Optimal performanslı bir vakuum sistemi dizayn etmək üçün yalnız avadanlıqların parametrlərini deyil, həm də onlara təsir edə biləcək bütün amilləri bilmək lazımdır. Məsələn, nasosun 10 -1 m 3 * s -1-ə bərabər nasos sürətinə malik olduğunu və 10 -6 Pa son təzyiqə çatmağa imkan verdiyini bilmək kifayət deyil.

Zəif dizayn edilmiş vakuum sistemlərində avadanlıq parametrləri optimal olanlarla müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə pis ola bilər (böyüklük sırasına görə). Buna görə də, avadanlıqların optimal işləməsinə nail olmaq üçün vakuum texnologiyasının əsas prinsiplərini başa düşmək lazımdır. Bu, vakuum kamerasının səthləri tərəfindən adsorbsiya olunan qaz molekullarının sayı həcmdəki molekulların sayından əhəmiyyətli dərəcədə çox ola biləcəyi zaman, ultra yüksək vakuum (10 -6 Pa-dan aşağı) üçün xüsusilə vacibdir. Bu fəsildə yığcam şəkildə vakuum texnologiyası ilə bağlı əsas qanunlar və anlayışlar nəzərdən keçirilir. Oxucu daha ətraflı məlumatı3" P. Redhead və b. kitabından əldə edə bilər.