15. Рождение и гибель физической энергии

Появление элементарной энергоантичастицы в идеальной точке может служить «первоначальным толчком» при сотворении физической вселенной из ничего.

Исай Давыдов

1. Теория Дирака и энергетическая яма.

Если масса покоя вакуума равна нулю, то это вовсе не значит, что энергоантивещество является невозможной категорией. Напротив, антивещество, обладающее отрицательной массой покоя, является необходимой противоположностью вещества, обладающего положительной массой покоя. Согласно теории Поля Дирака, вакуум битком набит различными энергоантичастицами. Но мы не можем практически их обнаружить, потому что они существуют в мире отрицательных энергий и сверхсветовых скоростей, откуда мы физически не можем получить какие бы то ни было сигналы.

Если элементарная частица обладает положительной массой покоя (+m₀) и досветовой скоростью v₁, а ее энергетическая противоположность (элементарная античастица) обладает отрицательной массой покоя (-m₀) и сверхкритической скоростью v₂, то их скорости связаны между собой следующим соотношением:

v₁² + v₂² = 2?c². (18)

Предположим, что в вакуумном пространстве какой-то энергоантиэлектрон, обладающий отрицательным электрическим зарядом и отрицательной энергией (m₀c²)/(v₂²/c²-l)^0,5, движется со сверхсветовой скоростью v₂. Если этот энергоантиэлектрон встретится с позитроном, который обладает положительным электрическим зарядом и положительной энергией (m₀с²)/(1 – v₁²/c²)⁰·⁵, ?? произойдет их обоюдная аннигиляция с полным исчезновением как электрических зарядов, так и энергии. Однако если этому энергоантиэлектрону мы сообщим чистую положительную энергию (2m₀с²)/(1 – v₁²/c²)^0,5, не обладающую никаким электрическим зарядом, то электрический заряд энергоантиэлектрона, лишенный своей противоположности, не сможет аннигилировать. Поэтому энергоантиэлектрон, обладающий отрицательной энергией, превратится в электрон, обладающий положительной энергией.

Образно выражаясь, из энергетической ямы «вынырнет» электрон, оставив вместо себя «дырку» в вакууме. Эта вакуумная дырка будет вести себя, как позитрон, обладающий положительным зарядом и положительной энергией. Так, согласно теории Поля Дирака, рождается электронно-позитронная пара частиц, каждая из которых движется с досветовой скоростью v₁. Электрон и позитрон, обладая одноименными массами и разноименными электрическими зарядами, должны неизбежно сразу же встретиться и аннигилировать, превратившись в чистую энергию.

Если в приведенных выше выражениях m₀ соответствует массе покоя протона, то из вакуума вынырнут протон и электроантипротон. Если протон и электроантипротон встретятся, то они аннигилируют, превратившись в чистую энергию. Другие элементарные частицы рождаются и умирают аналогично, так же парами. Однако научная модель Поля Дирака является всего лишь удобным и наглядным представлением сложных физических процессов ([70], стр. 267). На самом же деле между нами и вакуумом нет и не может быть никакого обмена энергией. Поэтому если уж выражаться образно, то правильнее было бы сказать так: если мы «ударим» по энергетическому барьеру нужным количеством невесомой положительной энергии, то взамен от него может «отскочить» пара весомых вещественных частиц.

2. Обратимость вещества и энергии.

Теория Поля Дирака может быть представлена проще. Например, если весомый электрон встретится с весомым позитроном, то они превратятся в невесомую энергию двух фотонов, суммарная масса которых будет равна удвоенной массе покоя электрона. Если нам как-то удастся «ударить этой удвоенной массой фотонов по вакууму», то согласно формуле (18), вакуум вытолкнет из себя пару элементарных частиц (электрон и позитрон) с почти нулевой скоростью. Новорожденные в непосредственной близости электрон и позитрон притягиваются друг к другу электростатическими силами и превращаются в невесомую энергию. Круговорот замкнулся. С чего начали, тем и кончили.

Если же весомый протон встретится с весомым антипротоном, то они превратятся в невесомую энергию двух фотонов, суммарная масса которых будет равна удвоенной массе покоя протона. Если нам как-то удастся «ударить такой удвоенной массой фотонов по вакууму», то согласно формуле (18), вакуум вытолкнет из себя пару элементарных частиц (протон и антипротон) с почти нулевой скоростью. Новорожденные в непосредственной близости протон и антипротон притягиваются друг к другу электростатическими силми и превращаются в невесомую энергию. Круговорот снова замкнулся. С чего начали, тем и кончили. То же самое произойдет и с другими парами частиц и электроантичастиц. Это значит, что досветовые скорости вещества устойчивы. Выражаясь образно, не так-то легко «утопить» вещество в «потенциальной яме», то есть в бушующем океане отрицательной энергии вакуумного пространства.

3. Энергетичская катастрофа вещества в мире сверхсветовх скоростей.

Согласно закону всемирного тяготения, в диапазоне досветовых скоростей одноименные массы притягиваются друг к другу, а разноименные – отталкиваются друг от друга. При световой скорости фотон и антифотон также отталкиваются друг от друга. Поэтому самопроизвольная аннигиляция положительной и отрицательной энергии в обычных условиях (как в процессе их рождения, так и в дальнейшем) оказывается невозможной, что соответствует закону всемирного тяготения, предписывающего разноименным массам отталкиваться. При этом возникает вполне уместный вопрос: что произойдет, если мы в нашей Вселенной все-таки попытаемся искусственно увеличить скорость вещества сверх критической и не дать ему возможность «вынырнуть» обратно в зону докритических скоростей? Здесь речь идет о переносе вещества, а не о его возникновении.

Перенести вещественную частицу из мира досветовых скоростей в мир сверхсветовых скоростей – это значит увеличить скорость весомой частицы, не изменив ее массу покоя. Из уравнений (4) видно, что если m₀ = const, то с увеличением докритической скорости v релятивистская энергия E возрастает. Поэтому для увеличения докритической скорости вещественной частицы необходимо ей сообщить положительную энергию извне. Если бы скорость вещественной частицы достигла критической скорости с абсолютной точностью, то релятивистская энергия стала бы бесконечно большой. Однако в Материальном Мире нет и не может быть никакой абсолютной точности. Поэтому бесконечно большая релятивистская энергия фактически не может быть реализована.

Если же скорость вещественной частицы достигнет критической скорости в относительном смысле слова, то энергия E станет чрезвычайно большой. Это значит, что для увеличения скорости движения от какой-то величины до критической – вещественной частице нужно сообщить гигантское количество положительной энергии, то есть вещественная частица должна отобрать и заключить в себе всю положительную энергию окружающей среды. Если только досветовая скорость вещества перевалит через критическую на сколь угодно малую величину, то согласно формуле (9), вещественная частица должна превратиться в античастицу, для чего ей пришлось бы отобрать и заключить в себе всю отрицательную энергию окружающего вакуума.

Согласно формуле (7), при этом плотность вещественной частицы будет чрезвычайно большой. Это значит, что элементарная частица была бы обязана заключить в своем сколь угодно малом объеме сколь угодно большое количество положительной энергии и такое же большое количество отрицательной энергии. Совместное сосуществование такого колоссального количества энергетических противоположностей в сколь угодно малом объеме оказалось бы физически невозможным, и поэтому взаимная аннигиляция (полное исчезновение) положительной и отрицательной энергии оказалась бы неизбежной. Вещественная частица отдала бы миру сверхкритических скоростей всю ту положительную энергию, которую она забрала ранее в мире досветовых скоростей.

Таким образом, насильственный перенос вещества из родного вещественного мира в противоположный мир энергоантивещества неизбежно сопровождается перекачкой колоссального количества положительной энергии из мира досветовых скоростей в мир сверхсветовых скоростей, то есть из мира положительных энергий в мир отрицательных энергий, где полная аннигиляция (исчезновение) положительной энергии вещества и отрицательной энергии вакуума окажется неотвратимой катастрофой.

Однако мы обычно не наблюдаем столь мрачной картины, потому что в действительности с ростом досветовой скорости плотность покоя (как и масса покоя) обычно убывает: если v = с, то р₀ = 0 и m₀ = 0. Я сказал «обычно», но не сказал «всегда», ибо астрофизике известны очень редкие, но весьма внушительные факты, когда с ростом досветовых скоростей плотность покоя массивных тел не может уменьшаться, а обязана непрерывно возрастать. В такой ситуации, которую принято называть гравитационным коллапсом, катастрофичная аннигиляция положительной и отрицательной энергии оказывается неизбежной. Гравитационный коллапс пробивает брешь (дыру) в непробиваемом энергетическом барьере из мира досветовых скоростей в мир сверхсветовых скоростей.

Согласно закону всемирного тяготения, в диапазоне сверхсветовых скоростей разноименные массы притягиваются друг к другу, а одноименные – отталкиваются друг от друга.

Поэтому если бы скорость вещества стала больше скорости света, то произошла бы обоюдная аннигиляция (исчезновение) положительной энергии вещества и отрицательной энергии пространственного вакуума без всякого превращения во что бы то ни было материальное. Следовательно, досветовые скорости принадлежат только лишь миру вещества, обладающего положительной массой покоя.

Таким образом, вещество невозможно перевести из мира досветовых скоростей в мир сверхсветовых скоростей. Всякая попытка осуществить такой перенос заканчивается энергетической катастрофой, т. е. полным исчезновением положительной энергии вещества и отрицательной энергии пространственного вакуума. Такую идеальную точку, в которой непрерывно и одновременно исчезает одинаковое количество положительной энергии вещества и отрицательной энергии вакуумного пространства, ни во что не превращаясь, мы называем черной космической дыркой.

4. Энергетичская катастрофа антивещества в мире досветовх скоростей.

Согласно закону всемирного тяготения, в диапазоне досветовых скоростей разноименные массы отталкиваются друг от друга. Поэтому если какая-то энергоантичастица попадает в зону досветовых скоростей, она немедленно выталкивается гравитационными силами в зону сверхсветовых скоростей. Таким образом, положение энергоантичастицы в диапазоне досветовых скоростей оказывается неустойчивым. Тогда возникает другой вопрос: что произойдет, если мы в нашей Вселенной попытаемся как-то искусственно уменьшить скорость энергоантивещества ниже критической и не дать ему возможность «вынырнуть» обратно в зону сверхкритических скоростей? Здесь речь идет о переносе антивещества, а не о его возникновении.

Перенести энергоантивещество из мира сверхсветовых скоростей в мир досветовых скоростей – это значит уменьшить скорость антивещества, не изменив его отрицательную массу покоя. Из уравнения (9) видно, что если m₀ = const, то с уменьшением сверхкритической скорости релятивистская энергия возрастает по модулю. Поэтому для уменьшения сверхкритической скорости энергоантивещества ему необходимо сообщить отрицательную энергию извне. Если бы скорость энергоантивещества достигла критической скорости с абсолютной точностью, то арифметическая величина релятивистской энергии стала бы бесконечно большой. Однако в Материальном Мире нет и не может быть никакой абсолютной точности. Поэтому бесконечно большая по модулю релятивистская энергия фактически не может быть реализована.

Если же скорость энергоантивещественной частицы достигнет критической скорости в относительном смысле слова, то энергия E (а следовательно, и релятивисткая плотность р) станет чрезвычайно большой по модулю. Это значит, что для уменьшения скорости движения от какой-то величины до критической – энергоантивещественной частице нужно сообщить гигантское количество отрицательной энергии, то есть энергоантивещество должно отобрать и заключить в себе всю отрицательную энергию окружающего вакуума. Если только сверхсветовая скорость энергоантивещества перевалит через критическую на сколь угодно малую величину, то согласно формуле (4), энергоантичастица должна превратиться в частицу, для чего ей пришлось бы отобрать и заключить в себе всю положительную энергию окружающей среды.

Согласно формуле (7), при этом плотность античастицы будет чрезвычайно большой. Это значит, что элементарная античастица была бы обязана заключить в своем сколь угодно малом объеме сколь угодно большое количество положительной энергии и такое же большое количество отрицательной энергии. Совместное сосуществование такого колоссального количества энергетических противоположностей в сколь угодно малом объеме оказалось бы физически невозможным, и поэтому взаимная аннигиляция (полное исчезновение) положительной и отрицательной энергии оказалась бы неизбежной. Античастица отдала бы миру докритических скоростей всю ту отрицательную энергию, которую она забрала ранее в мире сверхсветовых скоростей.

Таким образом, насильственный перенос энергоантичастицы из родного энергоантивещественного мира в противоположный вещественный мир сопровождается перекачкой колоссального количества отрицательной энергии из мира сверхкритических скоростей в мир докритических скоростей, из мира отрицательных энергий в мир положительных энергий, где полная и взаимная аннигиляция отрицательной энергии антивещества и положительной энергии физического ПОЛЯ окажется неотвратимой катастрофой.

Однако мы обычно не наблюдаем столь мрачной картины, потому что в действительности с уменьшением сверхкритической скорости энергоантичастицы ее плотность покоя (как и масса покоя) обычно убывает по модулю: если v = с, то р₀ = 0 и m₀ = 0. Я сказал «обычно», но не сказал «всегда», ибо не исключена возможность, что в какой-то неизвестной нам ситуации с уменьшением сверхкритической скорости арифметическая величина плотности покоя энергоантивещества не сможет уменьшаться, а будет обязана непрерывно возрастать. Тогда катастрофическая аннигиляция отрицательной и положительной энергии оказалась бы неизбежной.

Если же энергоантивещество образует энергетически изолированную и консервативную систему (Е = const), то с уменьшением сверхсветовой скорости величина плотности покоя р₀ убывает по модулю. Если v = с, то р₀ = 0. Это значит, что при критической скорости энергоантивещество полностью превращается в чистую невесомую отрицательную энергию. А отрицательная энергия в обычных условиях не переходит в мир докритических скоростей.

Таким образом, энергоантивещество невозможно перевести из мира сверхсветовых скоростей в мир досветовых скоростей. Всякая попытка осуществить такой перенос заканчивается энергетической катастрофой, то есть полным исчезновением отрицательной энергии антивещества и положительной энергии физического ПОЛЯ. Критическая скорость разделяет нашу Вселенную на две противоположные области: мир досветовых и мир сверхсветовых скоростей, которые существуют одновременно и совместно, но в то же время нигде и никогда не соприкасаются. Эти два мира недоступны друг для друга, хотя существуют одновременно и совместно, подобно тому, как множество радиоволн, существующих одновременно в одном и том же физическом объеме пространства, не могут проникнуть друг в друга.

5. Античастица и первоначальный толчок при сотворении энергии.

Тогда возникает вполне уместный вопрос: что произойдет, если в какой-то идеальной точке кто-то как-то сотворил элементарную (но весомую) энергоантичастицу, скорость которой ниже скорости света? Здесь речь идет о возникновении энергоантичастицы, а не о его переносе.

В связи с этим проделаем следующий любопытный мысленный эксперимент. Предположим, что нет никакой материи вообще. Предположим далее, что в условиях такого «небытия» как-то возникла элементарная энергоантичастица со сколь угодно малой массой покоя (например, энергетическая противоположность электрона), после чего плотность положительной массы по отношению к отрицательной будет равна нулю. Тогда согласно принципу Гамильтона-Остроградского, такая античастица будет увеличивать свою скорость от нулевой величины до световой, наращивая непрерывно отрицательную энергию. Согласно законам сохранения и сотворения энергии, наращивание отрицательной энергии непрерывно будет сопровождаться воникновением такого же количества положительной энергии. Когда весомая античастица достигнет скорости света, она превратится в невесомую отрицательную энергию, создавая при этом нулевую сумму колоссального количества положительной и отрицательной энергии.

Таким образом, если бы в качестве «первоначального толчка» кому-то удалось создать элементарную энергоантичастицу со сколь угодно малой массой покоя, то она сделала бы бытие идеальной точки неустойчивым и стала бы тем самым источником колоссального (сколь угодно большого) количества положительной и отрицательной энергии. Так рождается не только Вселенная, но и звезды и галактики. Такую идеальную точку, в которой непрерывно и одновременно из ничего рождается одинаковое количество положительной и отрицательной энергии, мы называем белой космической дыркой.

Появление элементарной энергоантичастицы в идеальной точке может служить «первоначальным толчком» при сотворении физической вселенной из ничего. Совершенно аналогично, появление элементарной частицы в идеальной точке может служить «первоначальным толчком» при сотворении антивселенной из ничего.

Единство законов природы, по которым в белых космических дырках создается колоссальное количество физической энергии, мы называем идеальной программой энергетической эволюции.