Аннотация.
Формулы, описывающие взаимодействия, на самом деле используют предельную скорость передачи информации, а не скорость света. Эта скорость зависит, как от самой скорости света, так и от расширения Вселенной по Хабблу. Это приводит к тому, что предельная скорость передачи информации меняется в зависимости от расстояния и в зависимости от рассматриваемого локального участка. Это дает различное взаимодействие при отталкивании частиц друг от друга и при их притяжении. Что приводит к появлению не нулевого остаточного взаимодействия. А это приводит к объяснению ускоренного расширения.
01. Предельная скорость.
Известно, что объединение СТО и КМ дает хорошие результаты в теоретической физике. Интересный результат можно получить, если рассматривать конечные малые области. В ОТО, например, рассматривают бесконечно малые области при построении гладкого многообразия.
Можем рассмотреть конечную малую область, в пределах которой выполняются основные аксиомы. Из аксиоматической теории поля мы знаем, что размер такой области 5*10^{-16}см [1]. Будем считать, что в пределах этой области предельная скорость передачи информации не меняется. Как известно, она в СТО обозначается буквой «с».
Так как из ОТО известно, что существует изменение метрики со временем и, соответственно, с расстоянием, то фактически все наши малые области не могут рассматриваться, как ИСО, даже если бы в них были тела отсчёта. То есть получается, что это независимые неинерциальные области, в которых не запрещено существование разных предельных скоростей. Так же понятно, что в зависимости от расстояния от наблюдателя изменение метрики разное, в соответствии с Хаббловским законом, пересчитанным для малого расстояния вместо мегапарсека. Поэтому в локальных областях, расположенных на разном расстоянии от наблюдателя, световой (или аналогичный световому) сигнал будет проходить разное расстояние за одно и то же время. Увеличение расстояния из-за Хаббловского расширения не инерциальное и происходит в той же системе отсчёта, что и движение светового сигнала. Поэтому, скорости мы имеем право складывать по Галилею, согласно СТО. Кроме того мы помним, что видимая часть Вселенной считается практически плоской, так что наши малые области тем более описываются евклидовой геометрией.
Фактически мы получили, что в разных независимых друг от друга локальных областях передача информации происходит с разными скоростями, то есть величина константы «с» для каждой локальной области своя. Понятно, что область расположенная дальше от наблюдателя имеет большее изменение метрики, поэтому скорость передачи информации там больше.
02. Взаимодействия в областях.
Теперь вспомним, что величина волны де Бройля (для электрона и фотона) примерно \[ l_e=2,4*10^{-10} \] см, что на 6 порядков больше, чем размер рассматриваемой области, поэтому можно не говорить о поле в данной области. Например, электрон меньше рассматриваемой области более чем на 4 порядка. Следовательно, в данной области можно говорить о свободной заряженной частице, на которую действует посторонняя «сила». Под силой подразумевается производная по времени от импульса. Эта сила – обычное Кулоновское взаимодействие. В общем виде формула сложная. Рассматривается вторая производная по времени от Лагранжиана, она даёт так называемую силу. Это считается правильным с точки зрения квантовой теории поля. Можно рассмотреть упрощённый частный случай этой формулы для силы, действующей по линии движения частицы. Формула простая и описывается в литературе, например [2]:
\[ \frac{dp}{dt}=\frac{m}{(1-\frac{v^2}{c^2})^{\frac{3}{2}}}\frac{dv}{dt} \] \[ (1) \]
Теперь рассмотрим упрощённый мысленный эксперимент. Одна заряженная частица A притягивает по формуле (1) другую свободную заряженную частицу T, которая движется по прямой, соединяющей A и T. Если рядом с A расположить ещё одну частицу B, с тем же зарядом, что и у A, но противоположным по знаку, то B будет отталкивать частицу T по той же формуле.
Ясно, что сдвиг в какую-то сторону частицы должен быть хотя бы на меньшее из расстояний, то есть на величину локальной области. Поэтому, понятно, что приближение частицы к наблюдателю будет в одной локальной области, а удаление от наблюдателя, будет в более дальней локальной области. То есть получили, что при удалении частицы должна рассматриваться скорость передачи информации больше, чем при приближении этой частицы. Помним также о суперпозиции всех взаимодействий, а значит, о возможности рассматривать каждое взаимодействие по отдельности.
