close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

...Ð¼Ð°Ñ ÐµÑ Ð¸Ð¸ Ð¿ÐµÑ ÐµÐ´ Ñ Ð»ÐµÐºÑ Ñ Ð¾Ð½Ð¾Ð¼ , Ð»ÐµÑ Ñ Ñ Ð¸Ð¼ Ñ Ð¾ Ñ Ð²ÐµÑ Ñ Ñ Ð²ÐµÑ Ð¾Ð²Ð¾Ð¹ Ñ ÐºÐ¾Ñ Ð¾Ñ Ñ Ñ Ñ

код для вставкиСкачать
Скачки уплотнения в темной материи перед электроном,
летящим со сверхсветовой скоростью
© Sergey G. Burago
D.Sc., Prof.
State University of Aerospace Technology, Moscow, Russia
Email: [email protected]
Site: http://buragosg.narod.ru/
Abstract
В науке завоевывает позиции допущение, что во Вселенной существует два вида материи.
Одна из них является обычной барионной материей, а другая, так называемая темная материя,
представляет собой первичную материю. Имеются подтверждения и возражения относительно
такого взгляда на природу. Чтобы добавить аргументы в пользу доказательства существования
темной материи в пространстве между барионными телами, мы заново рассмотрим опыт П.А.
Черенкова 1934 года.
Этот опыт выявил свечение чрезвычайно быстрых электронов, вызванных γ-лучами
радиоактивных элементов при их прохождении через жидкость. В 1958 году Черенков вместе с
Таммом и Франком был награждён Нобелевской премией по физике «за открытие и
истолкование эффекта Черенкова». Оценивая этот опыт, ученый Манне Сигбан из Шведской
королевской академии наук в своей речи отметил, что «открытие явления, ныне известного как
эффект Черенкова, представляет собой интересный пример того, как относительно простое
физическое наблюдение при правильном подходе может привести к важным открытиям и
проложить новые пути для дальнейших исследований».
Оценивая сегодня этот опыт физика, как и во многих других случаях, только констатировала
факт излучения света электроном, движущимся не ускоренно, а равномерно. Но оставила без
ответа вопрос о том, почему происходит это свечение. Развивая мысль Манне Сигбана отметим,
что теория газообразной темной материи позволяет предложить свое новое видение физической
природы явления, выявленного в этом опыте.
Эффект Черенкова П.А.
В 1934 году П.А.Черенков впервые наблюдал свечение чрезвычайно быстрых электронов, вызванных γлучами радиоактивных элементов при их прохождении через жидкость. Это наблюдение разрушило
представление физиков о том, что свет излучает лишь электрон, движущийся ускоренно. Стало ясно, что
этот вывод справедлив, пока скорость движущегося электрона V меньше фазовой скорости света. Фазовая
скорость света в прозрачном веществе равна С/n. Здесь n - коэффициент преломления данного вещества.
Для большинства прозрачных материалов он больше единицы. Поэтому скорость электрона может
превысить фазовую скорость света С/n и стать “сверхсветовой”.
Особенностью этого свечения является то, что оно распределено в пределах конуса с углом
полураствора ν, определяемым соотношение
cosν=(С/n)/V=С/nV.
(1)
Cвечение наблюдается лишь в том направлении, в котором электрон движется. В обратном
1
направлении свет не излучается. При анализе этого явления основное внимание физиков, по-видимому,
было приковано к факту “сверхсветового” движения электрона. И это понятно, поскольку появление
“сверхсветовой” скорости опровергало основной постулат теории относительности о том, что скорость
света является предельной скоростью в природе. Успокоило всех то, что была превышена фазовая скорость
света, а не скорость света в пустоте.
Итак, сегодня физика, как и во многих других случаях, только констатировала факт излучения света
электроном, движущимся не ускоренно, а равномерно. Но оставила без ответа вопрос о том, почему
происходит это свечение. Почему оно наблюдается только навстречу движущимуся электрону и только в
пределах конуса с углом ν?
Ударные волны в газообразной темной материи
Следует отметить, что научный руководитель работы П.А.Черенкова академик Вавилов С.И. уже в то
время высказал допущение, что обнаруженное излучение связано с взаимодействием летящих электронов
с атомами оптической среды. Будущие Нобелевские лауреаты И.Е.Тамм и И.М.Франк считали, что
оптическая среда представляла собой потенциальное электрическое поле малоподвижных атомных ядер
(физических точек), возмущенное быстропеременным полем электронов. Еще не существовало
представления о темной материи, заполняющей все пространство.
В наших работах [1,2,3] мы обосновываем наличие в пространстве между барионными телами
газообразной темной материи. Опираясь на это представление, постараемся выявить и обосновать
физическую природу «Эффекта Черенкова П.А.»
Действительно, как и в любой газообразной среде, движение тел в газообразной темной материи со
сверхзвуковой скоростью должно приводить к появлению перед ними скачков уплотнения (ударных волн).
Под скоростью звука обычно понимают скорость распространения слабых возмущений. Применительно к
газообразной темной материи (темному газу) словосочетание “скорость звука” теряет смысл, но сохраняет
своё значение термин “скорость распространения слабых
возмущений”. Обозначим скорость
распространения слабых возмущений в спокойном темном газе через Cа. Если кроме темного газа
пространство заполнено прозрачной жидкостью, то эта скорость изменяется и становится равной фазовой
скорости света Cа/n.
На рис.1 приведено изображение шара при его движении в воздухе со
сверхзвуковой скоростью. Показана отошедшая ударная волна. Угол
наклона поверхности ударной волны к направлению полета достаточно
быстро уменьшается от 90° перед шаром до некоторого мало меняющегося
значения β.
Известно, что в пределе на очень большом расстоянии от шара ударная
волна ослабевает, вырождаясь в линию возмущения, а угол наклона
ударной волны стремится при этом к углу возмущения µ, определяемому
через число Маха из соотношения
Рис.1
Sinµ=1/M
(2)
Применительно к газообразной темной материи это соотношение примет вид
sin µ = 1/M = (Са/n)/V,
(3)
где Ca/n - фазовая скорость распространения слабых возмущений; V - скорость электрона.
Согласно волновой теории Гюйгенса лучи света являются семейством прямых линий, нормальных к
2
волновому фронту. Таким волновым фронтом в рассматриваемом случае “сверхсветового” движения
электрона является ударная волна, ограничивающая область возмущений, вызываемых электроном, от
спокойного темного газа. Следовательно, угол полураствора конуса ν, внутри которого распределено
свечение Черенкова, представляет собой угол между направлением движения электрона и направлениями
двух семейств прямых линий, нормальных к верхнему и нижнему фронтам ударной волны (рис.1).
Анализируя свечение Черенкова, можно отметить, что при малых размерах электрона и огромной
скорости его движения было
невозможно разглядеть структуру головной ударной волны в
непосредственной близости от поверхности летящего электрона. Поэтому в опыте зафиксирована только
особенность, связанная со спектром обтекания достаточно далеко за электроном, где угол наклона
ударной волны β близок к углу возмущений µ. Исходя из этого, можно определить связь между углами ν и
β в следующем виде
β=90°-ν.
(4)
Соотношение (1) хорошо подтверждается на практике. Следовательно, соотношение (4) также будет
давать реальные значения для входящих в него величин, характеризующих газообразную темную материю.
Так, например, для электрона, движущегося в бензоле ν =38,5°(n =1,501). Это позволяет определить очень
важную характеристику газообразной темной материи-скорость распространения в ней слабых
возмущений. Действительно, положив угол µ≈β, найдём из (4) угол возмущения µ=51,5°; число Маха
электрона
согласно
(3)
будет
М=1,278;
его
скорость
из
(1)
будет
движущегося
8
V = C /(n ⋅ cosν ) = 2,554 ⋅ 10 m / s . Окончательно из формулы (3) получаем скорость распространения
слабых возмущений в темном
газе при движении электрона с числом М=1,278 как
8
C a = n ⋅ V / M = 3,0 ⋅ 10 m / s . Т.е. скорость распространения слабых возмущений в темном газе совпадает со
скоростью света в пустоте
C a = C = 3 ⋅ 10 8 m / s
(5)
Очень важно подчеркнуть, что в опыте Черенкова, свечение было видно со стороны приближающегося
электрона, а в обратном направлении отсутствовало. Это указывает на то, что свечение в опыте Черенкова
обусловлено ударными волнами, порождёнными электронами, а не распространением слабых возмущений
в темном газе. По-видимому, свет воспринимается человеческим глазом через перепад давления,
образующийся в газообразной темной материи при переходе через световую ударную волну в направлении
нормали к её поверхности. Кроме того, за скачком уплотнения образуется пробка уплотненного газа,
которая движется за скачком. Масса газообразной темной материи, увлекаемая скачком уплотнения,
обладает количеством движения и может оказывать давление на препятствие, поглощающее свет. У
человеческого глаза существует свой порог чувствительности к перепаду давления и силовому
воздействию движущейся за скачком сжатой пробки темного газа на сетчатку глаза. Таким образом, опыт
Черенкова подтверждает возможность появления и распространения в поле газообразной темной материи
скачков уплотнения, а следовательно, подтверждает существование самой газообразной темной материи
Bibliography
1. Burago S.G.
Gravity, dark, matter and dark energy balance. The General Science Journal.
Astrophysics. 2014. April. Paper ISSN 1916-5382 pp. 20.
2. Burago S.G. Fundamentals of aetherodynamics of Universe. Hidden sense of formula
E = mC 2 . The General Science Journal. Astrophysics. 2013. April. Paper
N4841 6 pp.
3. Burago S.G. Aetherodynamics - the key to the mysteries of the Universe. Moscow:
BookHous "Librokom", 2009. 232 pp
(http://buragosg.narod.ru/papers/efirdin4.pdf).
3
(ISBN 978-5-397-00099. [in Russian]).
4
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа