Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Викулин А.В. Физика Земли и геодинамика. 2009.pdf
Скачиваний:
419
Добавлен:
03.06.2015
Размер:
11.3 Mб
Скачать

описании явлений выступает, если в качестве тела отсчета брать свободно движущиеся тела. Такие системы отсчета называют инерциальными.

В инерциальных системах отсчета всякие свободно движущиеся объекты движутся равномерно и прямолинейно. Инерциальных систем отсчета можно выбрать сколько угодно, и все они будут относительно друг друга двигаться по инерции.

Нет критерия, благодаря которому мы могли бы предпочесть одну инерциальную систему отсчета другой, также инерциальной. Все инерциальные системы отсчета являются физически эквивалентными, и опыт это подтверждает.

Какое бы физическое явление ни рассматривалось, с точки зрения любых инерциальных систем отсчета оно выглядит совершенно одинаковым. Это означает, что

математическая формулировка законов природы должна быть таковой, чтобы она не менялась при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Это положение в физике именуют принципом относительности.

Из-за существования принципа относительности физические законы обладают особым совершенством, связанным с их симметрией по отношению к выбору инерциальных систем отсчета. Требования указанной симметрии играют немаловажную эвристическую роль при поисках количественных соотношений, описывающих явления в новой области исследований.

Торсионные поля

1.От И. Ньютона до А. Эйнштейна. Описанные выше свойства пространства, времени и материи основаны на представлениях физики, которая, как известно, выделилась из естествознания (натуральной философии) в самостоятельную науку в XVII в. основополагающими работами Г. Галилея и И. Ньютона. До начала ХХ в. физика опиралась на сформулированные И. Ньютоном представления об абсолютном и однородном и пространстве и времени, которые существуют независимо друг от друга. В рамках построенной А. Эйнштейном теории относительности пространство и время оказались взаимосвязанными, кривизна (неоднородность) пространства-времени определяется количеством сосредоточенной в нем массы. В соответствии с такими физическими представлениями анализ многочисленных геологических временных шкал, которые, как известно, являются неоднородными (подробнее см. главы 11 и 14), показывает: Земля в течение всей своей более чем 4 млрд. летней геологической жизни в своем движении вокруг центра Галактики вместе со всей Солнечной системой неоднократно должна была проходить вблизи сильных гравитационных полей.

2.Теория эфира - вакуума. Есть все основания полагать, что идеи эфира были широко распространены достаточно давно, они присутствуют во всех мировых религиях [Ацюковский, 2003, с. 46-48], формирование основ которых происходило с течение нескольких тысячелетий до н.э. [Элиаде, 2001, 2002; Крывелев, 1988]. В философию и естествознание концепция эфира была введена в VI в. до н.э. Анаксимандром в виде первоначала – «апейрона» - единой вечной неопределенной материи, порождающей бесконечное многообразие сущего. Анализ всего многообразия данных показывает (см. главу 15), что концепция эфира сопровождает развитие естествознания от древнейших времен до настоящего времени [Ацюковский, 2003, с. 71-73]. Разработанные различными авторами картины мира и многочисленные физические теории правильно предполагали существование в природе мировой среды – эфира, являющегося основой строения вещества и носителем энергии физических полей и взаимодействий. Имеются прямые экспериментальные доказательства, свидетельствующие о наличии в околоземном пространстве «эфирного ветра» и об его газоподобной структуре.

Близким эфиру в современной физике является понятие физического вакуума, экспериментальным подтверждением существования которого является эффект Х. Казимира (1909 - 2000), который является результатом действия ненаблюдаемого поля в

19

состоянии физического вакуума и проявляется как притяжение двух незаряженных близкорасположенных пластинок [Павленко, 2005, с. 816-817]. Теория физического вакуума в значительной степени изменяет наши представления о мире [Физический, 1983,

с. 61; Шипов, 2002].

Согласно теории А. Эйнштейна физический вакуум – это пустое (без материи) пространство-время, обладающее упругими свойствами. Это свойство проявляется тогда, когда в пустое пространство помещается некая масса. Вакуумные уравнения А. Эйнштейна являются чисто геометрическими и не содержат никаких физических констант. Вакуум же П. Дирака, основателя квантовой электродинамики, представляет собой некоторое латентное (скрытое) состояние электронов и позитронов. В среднем вакуум не имеет ни массы, ни заряда, ни каких-либо других физических характеристик. Однако в малых пространственных областях вакуума значения физических характеристик могут стать отличными от нуля – вакуум флуктуирует. Образно говоря, вакуум П. Дирака в малых пространственно-временных областях похож на «кипящий бульон», состоящий из элементарных частиц. Поэтому в квантовой теории возникло представление о физическом вакууме как о тоже упругой «квантовой жидкости», находящейся в вечном движении.

Для физиков важным оказался вопрос, как объединить уравнения, которые описывают вакуум Эйнштейна и вакуум Дирака с тем, чтобы иметь более правильное представление о нем. В этом вопросе мнения физиков в конце 20-х – начале 30-х гг. ХХ в.

– в период окончательного становления квантовой механики, резко разделились [Шипов, 2002, с. 22-24], и, тем самым, определили начало глубокого кризиса в физике, который продолжается до настоящего времени.

3. Поля кручения. При описании свойств физического вакуума главная трудность состоит в том, чтобы найти новый физический принцип весьма общего характера, который бы отражал суть настоящего момента развития физической теории и который бы позволил описать вакуум Эйнштейна и вакуум Дирака в рамках единых представлений. Такой принцип – всеобщий принцип инерции - был найден Г.И. Шиповым [Шипов, 2002], которым было показано, что «именно кручение пространства порождает поля инерции и спиновые свойства материи» [Дмитриевский, Володин, Шипов, 1993, с. 72-75]. В рамках вакуумного подхода, опирающегося на принцип инерции, была построена новая геодинамика и физика Земли [Дмитриевский, Володин, Шипов, 1993]. В результате оказалось, что «характерные движения в полях инерции приводят к различным типам вихревых и винтовых структур» [Дмитриевский, Володин, Шипов, 1993, с. 3-4].

Данные, полученные в последние десятилетия, убедительно показывают, что выделяемые по материалам геологических, геофизических, вулканических и геодинамических полевых и инструментальных наблюдений вихревые структуры являются достаточно характерными для поверхности Земли образованиями [Вихри, 2004; Ротационные, 2007]. Это позволяет предположить, что источником таких вихревых движений, повсеместно в течение всех геологических эпох на поверхности Земли в геодинамических и геофизических полях, являются именно макромасштабные поля кручения. Таким образом, второй причиной, которая может течение времени сделать неравномерным, являются сильные (интенсивные) поля кручения.

Как видим, геологические и геофизические данные, охватывающие гигантский интервал времени по продолжительности равный одной трети – половине всей жизни Вселенной, могут оказаться полезными и даже решающими при разрешении кризиса в физике и выборе возможный путей выхода из него.

20