УНИВЕРСАЛЬНАЯ ФОРМУЛА СИЛЫ

Поиск единого взаимодействия, сводящего воедино четыре фундаментальныхвзаимодействия, - одна из сложнейших нерешенных задач физики. Современныепопытки объединения сильного, слабого, электромагнитного и гравитационноговзаимодействий основаны на поиске условий, при которых константы взаимодействийсовпадают по своим величинам. Считается, если существует такая единая константа,то объединение взаимодействий возможно. Однако такой подход пока не привел кобнадеживающим результатам. Не раскрыта взаимосвязь четырех фундаментальныхвзаимодействий, не ясны истоки их появления.

Я считаю, что решение проблемы единого взаимодействия нужно искать на другомнаправлении.

Вместо поиска условий, при которых константы взаимодействий могут совпадать,целесообразно исследовать генезис фундаментальных взаимодействий и вестипоиск новой константы единоговзаимодействия. Есть все основания полагать, что такая константа существует.Единство фундаментальных физических констант указывает на существование единствау электромагнитных и гравитационных сил. Вчастности, к решению этой проблемы можетподтолкнуть выяснение следующего вопроса. Почему так схожи по своему видуформулы законов Кулона и всемирного тяготения Ньютона? Столь разныевзаимодействия оказались такими похожими в математическом представлении формулысилы. В одном - заряды, в другом - массы, но формулы одинаковы. Что скрываетсяза этим поразительным сходством? Есть несколько путей решения этой проблемы.Первый путь состоит в том, чтобы выяснить какая существует связь междумассой и зарядом. Практически это означает, чтонеобходимо вести поиск ответа на вопрос:существует ли электромагнитная масса и что это такое? Второй путь состоит в выяснении сущностигравитационной константы G. Возможно, что и в ней скрыта связьмежду электричеством и гравитацией. Третий путь основан на предположении о том,что и закон Кулона, и закон Ньютона являютсяфрагментами какого-то универсальногофундаментального закона силы. Если это сходство не случайно, то долженсуществовать единый закон силы, который лишь проявляется для электричества какзакон Кулона, а для гравитации - как закон Ньютона. Как показано в[6, 9,10, 15] единый закон силы действительно существует. Закон Кулона и законыНьютона действительно являются его частными проявлениями. Используяуниверсальные суперконстанты, у наспредставилась возможность не просто выявить сходство в форме записи у этихзаконов, а установить их связь нафундаментальном уровне. На основе суперконстант удалось получить новую формулусилы, которая названа универсальнойформулой силы [6, 10, 15]. Она имеет следующий вид:

F =(h_u / l _u t _u)(N₁N₂ / N₃²)

В универсальную формулу силы входятсуперконстанты h_u, l_u, t_u. В универсальную формулу силы входят такжебезразмерные коэффициенты N₁, N₂, N₃. Коэффициенты N ₁и N ₂единым образомпредставляют или отношения взаимодействующих масс к элементарной массе, или отношение зарядов к элементарным зарядам, илиотношение токов к элементарному току. Коэффициент N ₃представляет собой отношение длины к фундаментальному кванту длины. Универсальная формула силы превращается в формулу F=ma при N₁ = m/m_e, N₂ = l / l _u, N₃ = l / l _u:

F =(h_u / l _u t _u)(N₁N₂ / N₃²) = ma.

Универсальная формула силы превращается в формулу закона Кулона при N ₁= q₁ / e, N₂ = q₂/e, N₃ = l / l _u:

F =(h_u / l _u t _u)(N₁N₂ / N₃²) = q₁q₂/l².

Вуниверсальной формуле силы первый сомножитель представляет собой новуюфизическую константу, имеющую размерность силы.Это есть фундаментальная константа силы F_u,полученная выше.

Соотношение для этой константы определяется исключительно размернымисуперконстантами вакуума.

При N₁ = m₁/me, N₂ = m₂/m_e, N₃ = l / l _uи при замене фундаментального кванта действия h_u на гравитационный квант действия h _g =h_u/D _o универсальная формула силы превращается вследующую формулу:

F =(h_g / l _u t _u)(N₁N₂ / N₃²) = (h_ul _u /t _u m_e²D_o) (m₁m₂/l²).

Комбинация констант в первом сомножителе в правой части соотношения вточности совпадает с формулой для вычисления гравитационной константы G:

h_ul _u /t _u m_e²D_o=G.

Таким образом, универсальная формула силы превращается в формулу законавсемирного тяготения:

F =(h_g / l _u t _u)(N₁N₂ / N₃²) = G m₁m₂/l².

В этой формуле физическая константа, имеющая размерность силы, определяетсяаналогично фундаментальной константе силы.Соотношение для этойконстанты имеет вид:

F_ug = h_g / l _u t _u.

Ее значение равно 6,9731134 •10^-42Н.

Тот факт, что и законы механики, и закон гравитации, и закон электростатикивыражаются единой формулой - универсальной формулой силы, указывает на единую природу всехвзаимодействий. На рис.1

схематически показана связь универсальнойформулы силы с физическими законами. Такая связь выявлена с

Рис.1. Связь универсальной формулы силы с физическими законами.

законом Ньютона, законом Галилея, законом Кулона и даже с законом Ампера для взаимодействующих проводников с током. Исследования показали, что из универсальной формулы силы следуют два новых закона: F=mb и F=G_uν² [6, 7, 9, 10]. Формула F=mb определяет связь силы с дефектом массы.Константой в этой формуле является фундаментальное ускорение b= 3,189404629(36)•10³¹м/с² [6, 7]. Формула F=G_uν² представляет новое универсальное взаимодействие [6,7, 9, 10]. Константой в этойформуле является новая физическая постояннаявакуума G_u=2,56696941(21) •10^-45Н с². В [6,7, 9, 10] показано, что из законауниверсального взаимодействия непосредственно следуют и закон Кулона и законвсемирного тяготения Ньютона и закон Ампера.

По генетической связи все взаимодействия можно расположить в такойпоследовательности: универсальное, электромагнитное, сильное, слабое,гравитационное. Как видим, корни всех взаимодействий следует искать вуниверсальном взаимодействии. Это пятое взаимодействие характерно дляфизического вакуума и не связано с взаимодействием каких бы то ни было частиц, втом числе частиц вещества. В то же время, изнего проистекают законы относящиеся к взаимодействиям частиц.

Универсальная формула силы показывает, что значения электрических, магнитных, механических и гравитационных сил зависят не столько от абсолютных значений масс,зарядов, токов и расстояний, сколько от их соотношения с фундаментальнымиконстантами – массой электрона, элементарнымзарядом, элементарным током и фундаментальнымквантом длины. Это указывает на необходимостьнового подхода к пониманию сущности фундаментальных взаимодействий.

Таким образом, причина поразительного сходства формул в законах Кулона ивсемирного тяготения Ньютона проистекает от фундаментального единства силинерции, гравитации и электромагнетизма. Это единство сил удалось установить наоснове выявленного фундаментального единствафизических констант и найденных новых физических постоянных.

ВЫВОДЫ

Получены новые фундаментальныефизические константы h_u,G_u,R_u,t_u,l_u,относящиеся к физическому вакууму. Выявлена группа констант, которым определенспециальный статус универсальных суперконстант. С помощью универсальныхсуперконстант, которые являются константами вакуума, можно представить всезаконы и формулы классической и квантовойфизики, а также все фундаментальные константы,в том числе постоянную Планка h и гравитационную константу G. Группа,состоящая из пяти универсальных суперконстант h_u,t_u,l_u,π,α, позволяет описывать физические законы,относящиеся как к полю, так и к веществу. Известные на сегодня фундаментальныефизические постоянные имеют вторичный статус поотношению к найденным универсальнымсуперконстантам вакуума. Открытие группы изпяти независимых универсальных суперконстант,которых совершенно достаточно для получения других физических констант, указывает на глубокую взаимосвязь констант различнойприроды. Найденные новые фундаментальные константы открывают перспективноенаправление для выявления новых физических законов и для поиска новых константвзаимодействий.

ЛИТЕРАТУРА

1.Peter J. Mohr and Barry N.Taylor. “CODATA Recommended Values of theFundamental Physical Constants: 1998”; Physics.nist.gov/constants.Constants in the category "Allconstants"; Reviews of Modern Physics,(2000),Vol 72,No. 2.

2. D.C.Cole and H.E.Puthoff, “Extracting Energy and Heat from the Vacuum”, Phys. Rev. E, v.48, No.2,(1993).

3. Ю.И. Манин. Математика и физика. М., "Знание", 1979.

4. В.Л.Гинзбург. “Какие области физики и астрофизики представляются важными иинтересными”. УФН,N4, т.169,(1999).

5. Н.В. Косинов. “Электродинамика физического вакуума”. Физический вакууми природа, N1,(1999).

6. Н.В. Косинов. “Физический вакуум и гравитация”. Физический вакуум иприрода, N4,(2000).