Способ генерирования и приема гравитационных волн и устройство для его реализации (варианты)

 

Использование: в различных отраслях промышленности и транспорта. Сущность изобретения: формирование продольных гравитационных волн в вакууме ведут в виде перемещающихся зон его сжатия и разряжения упругой среды. Зоны сжатия и разряжения упругой среды создают по гармоническому закону в виде синусоидального или косинусоидального изменения продольного вектора деформации вакуумного поля в направлении распространения гравитационной волны за счет периодического перераспределения плотности вакуума внутри рабочего тела путем воздействия на рабочее тело системой неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей. Излучение гравитационной волны усиливают за счет воздействия на рабочее тело системы вращающихся неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей и/или в результате вращения рабочего тела. Формируют канал связи из идентичных источника и приемника гравитационных волн путем дополнительного задания модулированной несущей частоты колебаний в системе неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей, воздействующих на рабочее тело источника гравитационных волн, и последующего преобразования гравитационной волны в электромагнитный сигнал, выделяемый в приемнике гравитационных волн путем фильтрации переменной составляющей сигнала на резонансной частоте гравитационной волны и детектирования модулированного сигнала. Использование предлагаемого технического решения позволяет генерировать и принимать продольные гравитационные волны, создавать новые каналы связи, обеспечить неразрушающий контроль усталости металла в авиации, космической технике, наземном и морском транспорте, контроль за процессами в металлургии, в области связи - создать принципиально новые каналы передачи и приема информации, отличные от применения традиционных электромагнитных волн и др. Технический результат: расширение области исследований параметров. 3 с.п. ф-лы, 28 ил.

Изобретение относится к области генерирования и приема гравитационных волн и предназначено: для создания новых информационных каналов сотовой связи, радио, телевидения и сетей "Internet", в том числе каналов связи, проходящих сквозь проводящие среды, такие как металлические экраны, вода и земля; для использования в различных отраслях промышленности и транспорта с целью неразрушающего контроля металлов, композитов и материалов в дефектоскопии; для контроля усталости металлов и композитов в критических режимах перед разрушением; в металлургии для управления и контроля за процессами плавки и отвердевания металла; в геологоразведке для поиска полезных ископаемых; в метеорологии для прогнозирования землетрясений и других природных явлений; в астрофизике для регистрации гравитационных волн от космологических объектов и связи с внеземными цивилизациями; в медицине и биологии для диагностики состояния биологических систем и в лечебных целях, а также в других отраслях.

Известен способ генерирования гравитационных волн в вакууме, предложенный Эйнштейном в рамках общей теории относительности (ОТО), включающий создание поперечных колебаний гравитационного поля по аналогии с электромагнитными волнами (см. Эйнштейн А. О гравитационных волнах. Собрание научных трудов. Том 1. - М.: Наука, 1965, с.631-646) [1]. В качестве источника поперечных гравитационных волн рассматриваются вращающиеся стержни, ускоренные массы и аномальные космологические объекты (двойные и вращающиеся звезды, взрывы сверхновых, гравитационный коллапс) (см. Амальди, Пицелла Г. Поиск гравитационных волн. В кн.: "Астрофизика, кванты и теория относительности". - М.: Мир, 1982, стр.259, 241-396) [2].

Для регистрации поперечных гравитационных волн известны два способа и два типа детекторов. Первый - апериодические детекторы, состоящие из двух свободных масс, расстояние между которыми непрерывно измеряется с помощью световых или радиосигналов. Второй - детекторы на основе упругого тела, которое резонирует на собственных частотах, если падающая гравитационная волна содержит фурье-компоненты этих частот с достаточной амплитудой. В качестве наиболее типичного резонансного детектора известна гравитационная антенна, представляющая собой массивный цилиндр из алюминиевого сплава длиной 150 см и диаметром 19 см, резонансные колебания которой фиксируются с помощью пьезодатчика (см. Амальди, Пицелла Г. Поиск гравитационных волн. В кн.: "Астрофизика, кванты и теория относительности". - М.: Мир, 1982, стр. 270, 280, рис.4,2) [2].

Однако до сих пор поперечные гравитационные волны, предсказанные Эйнштейном в рамках ОТО, экспериментально обнаружить не удалось (см. Грищук Л.П. , Липунов В. Н. , Постнов К.А. и др. Гравитационно-волновая астрономия: в ожидании первого зарегистрированного источника. - Успехи физических наук, 2001, 1, с.3-59) [3]. По этой причине способ регистрации поперечных гравитационных волн как не подтверждающихся экспериментально не может рассматриваться в качестве прототипа.

Известен способ генерации гравитационных волн, открытый профессором Вейником, включающий воздействие на образец материала деформационных нагрузок и излучения гравитационных волн в момент внешнего силового воздействия на образец или прекращения воздействия внешней нагрузки. Излучение исходит также в момент фазового перехода образца материала из одного состояния в другое, например при плавлении или отвердевании металлургических отливок, и в ряде других случаев. Гравитационное излучение регистрировалось по изменению резонансной частоты колебаний кварцевой пластинки от электронных кварцевых часов. Кварцевая пластинка была полностью экранирована от электромагнитного излучения металлическим корпусом. Поскольку гравитационное излучение регистрировалось по изменению хода времени кварцевых часов, профессор Вейник назвал его как хрональное излучение. Например, изменение частоты колебаний кварцевой пластинки при воздействии излучения, исходящего от образца в виде керамической трубки, составило порядка 200 Гц при резонансной частоте кварца 10 МГц. Излучение фиксировалось только в момент силового воздействия на керамическую трубку и в момент снятия силового воздействия. Это достигалось установкой и снятием груза с керамической трубки (см. Вейник А.И. Термодинамика реальных процессов. - Минск: Наука и техника, 1991, с.387-391, рис.15 и 16) [4] и (см. Вейник А.И., Комлик С.Ф. Комплексное определение хронофизических свойств материалов. - Минск: Наука и техника, 1992, стр.24-31, рис. 1.5 и 1.6) [5].

Недостатком известного способа генерации гравитационных волн является непериодический и неуправляемый (спонтанный) характер регистрируемого излучения, что не позволяет получить непрерывный гармонический сигнал гравитационного излучения, необходимый для практического использования. Кроме того, известный способ не представляет собой техническое решение, отвечающее признакам изобретения, а описывает всего лишь открытый природный эффект. По этой причине данный эффект также не может быть рассмотрен в качестве прототипа.

Наиболее близким по технической сущности является способ генерации гравитационных волн, обусловленный продольной деформацией квантованной упругой среды в виде зон ее сжатия и разряжения. Данный способ базируется на теории упругой квантованной среды (УКС), которая рассматривает физический вакуум как упругую квантованную среду в виде специфического вакуумного поля. В теории УКС вакуум - это статическое электромагнитное поле (вакуумное поле) с дискретностью порядка 10^-25 м, обусловленное электромагнитным квантованием пространства. В качестве элементарного кванта пространства рассматривается безмассовая электрически и магнитно нейтральная частица квантон в виде электромагнитного квадруполя (см. Леонов B.C. Теория упругой квантованной среды. Часть 2. Новые источники энергии. - Минск: Полибиг, 1997, стр.116) [6].

Недостатком известного способа генерации гравитационных волн является его незавершенность и отсутствие практической реализации в конкретном устройстве. При этом только концептуально определена сущность генерации продольных гравитационных волн в виде постановки задачи, которая также не обладает признаками изобретения и не может рассматриваться в качестве прототипа.

Таким образом, проведенный заявителем поиск показывает, что к настоящему моменту в научной и патентной литературе полностью отсутствуют сведения, определяющие прототип как самого способа генерирования и приема гравитационных волн, так и устройства для его реализации. По этой причине предлагаемое изобретение можно рассматривать как пионерское.

Задачей предлагаемого изобретения является решение фундаментальной научной проблемы в виде технического решения способа генерирования и приема продольных гравитационных волн в непрерывном гармоническом режиме излучения и реализация способа в конкретном устройстве, способном организовать канал связи на продольных гравитационных волнах, обеспечивая излучение и прием гравитационных волн.

Указанный технический результат достигается тем, что формирование продольных гравитационных волн в вакууме ведут в виде перемещающихся зон его сжатия и разряжения упругой среды, а зоны сжатия и разряжения упругой среды создают по гармоническому закону в виде синусоидального или косинусоидального изменения продольного вектора деформации вакуумного поля в направлении распространения гравитационной волны за счет периодического перераспределения плотности вакуума внутри рабочего тела путем воздействия на рабочее тело системой неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей, градиент напряженности которых также устанавливают в направлении гравитационной волны, при этом излучение гравитационной волны усиливают за счет воздействия на рабочее тело системы вращающихся неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей и/или в результате вращения рабочего тела, кроме того, формируют канал связи из идентичных источника и приемника гравитационных волн путем дополнительного задания модулированной несущей частоты колебаний в системе неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей, воздействующих на рабочее тело источника гравитационных волн, и последующего преобразования гравитационной волны в электромагнитный сигнал, выделяемый в приемнике гравитационных волн путем фильтрации переменной составляющей сигнала на резонансной частоте гравитационной волны и детектирования модулированного сигнала.

По первому варианту устройство генерирования и приема гравитационных волн содержит разнесенные в пространстве передатчик и приемник гравитационных волн, формирующие канал связи, причем передатчик и приемник имеют идентичные антенны: одна из них передающая, а другая приемная, при этом передатчик имеет два дросселя, высокочастотный трансформатор, два разделительных конденсатора, источник постоянного тока, источник высокого напряжения, задающий генератор и модулятор, приемник также имеет два дросселя, высокочастотный трансформатор, источник постоянного тока, источник высокого напряжения, два разделительных конденсатора, кроме того, приемник снабжен переменным конденсатором, который соединен с вторичной обмоткой высокочастотного трансформатора и образует колебательный контур, приемная и передающая антенны состоят из корпуса, рабочего тела с ротором и валом, установленного на подшипниках, электродвигателя со своим ротором и статором и магнитной системой с обмотками, а также разнополярных электродов, ротор антенны выполнен из ферромагнитного диэлектрического материала в виде тела вращения в форме усеченного конуса, основание которого соосно совмещено с ротором электродвигателя, магнитная система и разнополярные электроды установлены с зазором относительно рабочего тела, а разнополярные электроды установлены в корпусе антенны на изоляторах из диэлектрика, причем полюса магнитной системы установлены относительно разнополярных электродов под углом 90^o так, чтобы векторы напряженности магнитного и электрического полей образовывали систему скрещивающихся полей, задающий генератор и модулятор передатчика электрически соединены с магнитной системой и системой разнополярных электродов, которые через дроссели соединены с источником постоянного тока, приемник также через дроссели соединен с источником постоянного тока.

По второму варианту устройство генерирования и приема гравитационных волн содержит разнесенные в пространстве передатчик и приемник гравитационных волн, формирующие канал связи, причем передатчик и приемник имеют гравитационные антенны: одна из них передающая, а другая приемная, при этом передатчик имеет два дросселя, высокочастотный трансформатор, разделительный конденсатор, источник постоянного тока, задающий генератор и модулятор, приемник также имеет два дросселя, два колебательных контура с индуктивностью и переменным конденсатором, два диодных детектора, два электронных усилителя сигнала, источник постоянного тока, при этом каждая из гравитационных антенн снабжена рабочим телом из диэлектрического и ферромагнитного материала, магнитной системой и системой разнополярных электродов, причем рабочее тело активатора передатчика выполнено в виде тела вращения в форме кольца с трапецеидальным сечением, вершина которого повернута во внутрь кольца, по поверхности кольца равномерно уложены обмотки возбуждения и намагничивания магнитопровода, внутри рабочего тела кольца установлен потенциальный электрод или система электродов, внутри самого кольца расположен гиромотор для вращательного привода кольца, а гравитационная антенна приемника выполнена в виде рабочего тела из диэлектрического и ферромагнитного материала в форме четырехугольной пирамиды, при этом со стороны вершины пирамиды установлены магнитная система и система внешних разнополярных электродов, охватывающие противоположные грани пирамиды таким образом, чтобы вектора напряженности магнитного и электрического полей оставались ортогональными друг другу, при этом внутри рабочего тела пирамиды установлены дополнительные электроды, соединенные с внешними электродами с чередованием полярности между ними, а магнитная система снабжена обмотками намагничивания магнитопровода и выходной обмоткой, выполняющей функцию индуктивности в одном колебательном контуре, а второй колебательный контур включен в цепь питания разнополярных электродов, кроме того, передатчик гравитационных волн снабжен высокочастотным задающим генератором и модулятором сигнала, электрически соединенными с магнитной системой и системой разнополярных электродов.

На фиг. 1 представлена спонтанная экспериментальная зависимость изменения частоты f кварцевой пластины при воздействии продольного гравитационного излучения в результате изменения деформационных напряжений в образце (керамической трубке) (по Вейнику).

На фиг. 2 представлена гравитационная диаграмма распределения квантовой плотности среды и гравитационного потенциала во внешней (₁,C²) и внутренней (₂,C²₂) областях сферически деформированного (искривленного) вакуумного пространства в результате гравитационного возмущения вакуумного поля частицей (телом).

На фиг.3 представлена гравитационная диаграмма черной дыры.

На фиг.4 представлена гравитационная диаграмма античастицы (антитела) в виде эпюры распределения квантовой плотности среды и гравитационного потенциала.

На фиг. 5 показана структура электрического (магнитного) монополя (1 - ядро заряда; 2 - атмосфера).

На фиг.6 показано формирование кванта пространства (квантона) из четырех монопольных зарядов с тетраэдрной моделью расположения ядер (вид сверху).

На фиг. 7 показано формирование шаровой формы квантона в результате электромагнитного сжатия монополей в квадруполе.

На фиг.8 представлена упрощенная схема взаимодействия четырех квантонов, представленная в силовых линиях в локальной области вакуумного поля.

На фиг.9 показана переменная поляризация квантона при прохождении электромагнитной волны в вакуумном поле.

На фиг. 10 показана электромагнитная волна с поперечной поляризацией вакуумного поля.

На фиг.11 показано индуцирование сферического магнитного поля электрона его радиальным электрическим полем.

На фиг.12 представлена структура электрона в вакуумном поле.

На фиг. 13 представлена схема силового втягивания квантона в область максимальной напряженности неоднородного магнитного поля.

На фиг. 14 представлена схема силового втягивания квантона в область максимальной напряженности неоднородного электрического поля.

На фиг. 15 показано воздействие неоднородного поля магнитной системы на рабочее тело активатора вакуумного поля (в разрезе).

На фиг.16 показано воздействие неоднородного поля системы разнополярных электродов на рабочее тело активатора вакуумного поля (в разрезе).

На фиг. 17 показано совместное воздействие неоднородных полей магнитной системы и системы разнополярных электродов на рабочее тело активатора вакуумного поля (в разрезе по А-А).

На фиг. 18 представлена схема канала связи из передатчика и приемника гравитационных волн.

На фиг.19 показано распространение гравитационных волн как волн продольной деформации вакуумного поля.

На фиг. 20 представлен активатор вакуумного поля в разрезе по магнитной системе.

На фиг.21 представлен активатор вакуумного поля в разрезе А-А по системе разнополярных электродов.

На фиг. 22 представлен активатор вакуумного поля в разрезе В-В по магнитной системе и системе разнополярных электродов.

На фиг. 23 представлен активатор вакуумного поля в разрезе в форме кольца.

На фиг. 24 представлен активатор вакуумного поля в разрезе А-А в форме кольца.

На фиг. 25 представлен активатор вакуумного поля в разрезе в форме четырехугольной пирамиды.

На фиг. 26 представлен активатор вакуумного поля в разрезе А-А в форме четырехугольной пирамиды.

На фиг. 27 представлен активатор вакуумного поля в разрезе В-В в форме четырехугольной пирамиды.

На фиг. 28 представлена принципиальная электрическая схема канала связи из передатчика и приемника гравитационных волн.

Предлагаемый способ генерирования и приема гравитационных волн потребовал создания принципиально новой теории УКС, объединяющей гравитацию с электромагнетизмом, поскольку с известных теоретических позиций, сформулированных еще Эйнштейном в общей теории относительности (ОТО), объединить гравитацию с электромагнетизмом не удалось, а предсказанные в ОТО поперечные гравитационные волны по аналогии с электромагнитными экспериментально не обнаружены..

С другой стороны, эффект возбуждения продольных гравитационных волн, обнаруженных экспериментально Вейником, трактовался им как генерирование неких гипотетических хрональных полей в виде потока частиц хрононов, что ввело научную общественность в заблуждение, и на долгие годы фундаментальное открытие продольных гравитационных волн оставалось непонятым.

Поэтому необходимо было проанализировать не только опыты Вейника, но и всю теорию гравитации во взаимодействии с электромагнетизмом, и, таким образом, обосновать действенный способ генерирования продольных гравитационных волн, опираясь на основные положения теории гравитации и волновых процессов в вакуумном поле в рамках теории упругой квантованной среды (УКС) (см. Леонов B.C. Четыре доклада по теории упругой квантованной среды (УКС). Материалы 6-й конференции РАН "Современные проблемы естествознания". - С.-Петербург, 2000, стр.3-65)[7].

На фиг.1 представлена экспериментальная зависимость спонтанного изменения частоты кварцевой пластинки при воздействии излучения в момент снятия деформационного напряжения с предварительно нагруженной керамической трубки. Изменение частоты составило порядка 200 Гц при резонансной частоте кварца 10 МГц. Полное экранирование кварцевой пластинки металлическим корпусом позволяло судить о неэлектромагнитной природе регистрируемого излучения [4, 5].

То, что Вейником впервые в земных условиях были экспериментально открыты продольные гравитационные волны, вытекает из анализа состояния теории гравитации как теории искривленного пространства-времени, у истоков которой стояли Лоренц, Пуанкаре, Эйнштейн, Минковский, а также из уравнений Максвелла для электромагнитного поля в вакууме и, наконец, из объединения гравитации с электромагнетизмом в теории УКС.

Наиболее четко единство времени и пространства было объяснено математиками Пуанкаре и Минковским в начале XX века, чисто формально объединившими декартовы координаты (x, у, z) пространства и время t через их приращения в единое математическое выражение квадратичной формы, названное четырехмерным интервалом ds (см. Минковский Г. Пространство и время. В кн.: Принцип относительности. - М.: Атомиздат, 1973, с.167-180) [8] и (см. Пуанкаре А. О динамике электрона. В кн.: Принцип относительности. - М.: Атомиздат, 1973, с. 133-134)[9] ds²=c²dt²-(dx²+dy²+dz²), (1) где с310⁸м/с - скорость света в вакууме.

Выражение (1) есть не что иное как форма записи преобразований Лоренца [9] , из которых вытекает, что ход времени t в пространстве зависит от скорости v движения в нем тела (частицы) по отношению к начальному времени t_o с учетом релятивистского фактора Но выражения (1) и (2) не учитывают влияние на ход времени самой массы движущегося тела, являющегося причиной искривления пространства-времени, не говоря о движении массы в искривленном пространстве-времени другой массой. Для объединения в искривленном пространстве-времени источника гравитации (массы тела) и скорости Эйнштейн вводит понятие энергии-импульса. Это позволяет установить зависимость действия S(R) от кривизны R пространства-времени (R - инвариант тензора Риччи, g_i = определитель) (см. Сахаров А.Д. Вакуумные квантовые флуктуации в искривленном пространстве и теория гравитации. Доклады Академии наук СССР, 1967, том 177, 1, с.70-71) [10] где G = 6,6710^-11 Нм²/кг² - гравитационная постоянная.

Академик А. Сахаров подверг критике такой подход к гравитации со стороны А. Эйнштейна, утверждая, что "наличие действия (3) приводит к метрической упругости пространства, т. е. к появлению обобщающей силы, препятствующей искривлению пространства" [10]. Но напрямую это не отражено в (3). Подобной критике подвержен классический подход к гравитации, которая в статике описывается гравитационным уравнением Пуассона. В известных решениях уравнения Пуассона для гравитационного потенциала в статике также отсутствует компонента, препятствующая искривлению пространства (см. Новиков И.Д. Тяготение. Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1984, с. 772) [11] где _m - плотность вещества возмущающей массы, кг/м³.

Если плотность вещества _m сосредоточена в ограниченном объеме, то вне этого объема при условии _m= 0 уравнение Пуассона переходит в уравнение Лапласа.

Отсутствие в решениях выражений (3) и (4) второй компоненты, препятствующей искривлению пространства, должно привести к неустойчивости пространства-времени, то есть к его коллапсу. Но этого не наблюдается экспериментально. Пространство-время представляет собой очень устойчивую субстанцию. Это возможно только в том случае, если сила, препятствующая искривлению пространства, на которую указывал Сахаров, существует реально. Но наличие такой силы может быть связано только с наличием упругих свойств у пространства, определяемых его реальной структурой, учет которой позволяет ввести в решения вторую компоненту, препятствующую искривлению пространства.

Чтобы понять природу гравитационных волн, необходимо установить структуру пространства как упругого вакуумного поля. В работах [6, 7] предлагается методика электромагнитного квантования пространства в рамках неподвижной лоренцевой абсолютно упругой структуры. Физический вакуум рассматривается как сплошная среда (вакуумное поле), обладающая идеальной (без трения и пластичности) упругостью (см. также Дмитриев В.П. Упругая модель физического вакуума. Известия РАН. Механика твердого тела, 1992, 6, с.66-79) [12].

Решение стационарных задач деформации в теории упругости и механике сплошных сред определяется классическим уравнением Пуассона (4) и в данном случае рассматривается ситуация замены гравитационного потенциала на квантовую плотность упругой сплошной среды (частиц/м³), которая характеризует количество частиц (квантов пространства) в единице объема упругой среды
_m= k₀div grad() (6)


где 1/k_o = 3,310⁴⁹ частиц/кгм² - постоянная невозмущенного деформацией упругого вакуума; C₀ ²=8,9910¹⁶ м²/с² - гравитационный потенциал невозмущенного упругого вакуума; С² - гравитационный потенциал возмущенного гравитацией упругого вакуума, м²/с²; ₀= 3,5510⁷⁵ частиц/м³- квантовая плотность невозмущенного упругого вакуума [7].

Кванты пространства формируют вакуумное поле. Выражение (6) характеризует состояние деформированного возмущающей гравитационной массой m упругого вакуумного поля, и его решение позволяет найти распределение квантовой плотности вакуумной среды как для внешней области ₁ деформированного пространства, так и для внутренней ₂. Для случая сферической деформации вакуума, в результате интегрирования (6), получаем точное решение в виде системы двух уравнений в статике

где r - расстояние от центра источника гравитации (r>R_s), м; R_s - радиус источника гравитации (гравитационная граница раздела в среде), м; R_g - гравитационный радиус источника гравитации (без множителя 2), м

Для элементарных частиц и неколлапсирующих объектов гравитационный радиус является чисто расчетным параметром.

Решение (9) позволяет оценить упругость вакуума, например, по тому как сжимается квантовая плотность среды ₂ внутри поверхности гравитационной границы раздела Земли, Солнца и черной дыры:
для Земли при R_s = 6,3710⁶ м, R_g=4,4510^-3 м
₂ = 1,0000000007₀,
для Солнца при R_s = 6,9610⁸ м, R_g = 1,4810³ м
₂ = 1,000002₀,
для черной дыры R_g = R_s
2= 2₀.

Если произойдет коллапс Солнца, то его вещество сожмется в 1,2710¹⁶ раз, в то время как квант пространства сожмется всего в Действительно, речь идет о вакууме как о сверхупругой среде, не имеющей аналогов.

Квантовая плотность среды как параметр скалярного поля определяет распределение гравитационного потенциала в вакууме. Уточняем решение классического уравнения Пуассона (4) для гравитационного потенциала, определив его распределение для внешней ₁ и внутренней ₂ областей сферически деформированного вакуума

Итак, новые решения (9) и (11) статического уравнения Пуассона для упругого вакуума включают вторую внутреннюю компоненту ₂ и ₂, которые препятствуют искривлению пространства и уравновешивают внешнюю деформацию (искривление) упругого вакуума, обусловленную параметрами ₁ и ₁. Такой подход позволяет исключить коллапс пространства, обеспечив его устойчивость.

Если выделить в упругом вакууме некую сферическую границу и начать ее равномерно сжимать до радиуса R_s вместе со средой, то внутренняя область сжатия увеличит квантовую плотность среды за счет растяжения внешней области, уравновешивая абсолютно упругую систему. Этот процесс описывается уравнением Пуассона как дивергенция градиента квантовой плотности среды или гравитационного потенциала.

Ньютоновский закон всемирного тяготения для силы F_n двyx тяготеющих масс m₁ и m₂ вытекает из первой внешней компоненты ₁ решения (11) с учетом (10) (1_r - единичный вектор)

Итак, причиной тяготения является нарушение симметрии и установившегося равновесия колоссального натяжения упругого вакуума, обусловленного искривлением пространства-времени.

С другой стороны, наличие собственного гравитационного потенциала C₀ ² недеформированного вакуума позволяет определить энергию покоя W_o частицы при ее рождении в вакууме работой по переносу массы m₀ из бесконечности в область потенциала C₀ ², определяя энергию покоя как последующую энергию сферической деформации вакуума рожденной частицей

Выражение (13) является самым простым и понятным выводом эквивалентности массы и энергии, в основе которой лежит энергия деформации вакуумного поля при рождении массы у элементарной частицы.

Решения уравнений Пуассона (9) и (11) позволяют составить точный баланс квантовой плотности среды и гравитационных потенциалов для внешней области деформированного вакуума при ₁= и ₁= C²₁ = C² (с целью упрощения записи)
₀= +_n (14)
C²₀ = C²+_n (15)
где _n- изменение квантовой плотности среды под действием ньютоновского потенциала _n; _n- ньютоновский гравитационный потенциал, м²/с²

Четырехмерный интервал (1) также легко приводится к балансу гравитационных потенциалов, отличному от (15), принимая постоянство скорости света в невозмущенном гравитацией вакууме с² = C₀ ² = const (при этом c² C²)

откуда находим
C²=C₀ ²-v² (18)
где

Как видно из (17), четырехмерный интервал (1) определяет гравитационный потенциал = C² возмущенного гравитацией упругого вакуума и формально устанавливает приближенный баланс гравитационных потенциалов (18) в возмущенном вакууме, который может быть получен из (15) путем некорректной замены возмущающего ньютоновского потенциала _n на квадрат скорости v²
C₀ ²=C²+v². (20)
Если баланс (15) гравитационных потенциалов в вакууме представляет собой точное решение (11) уравнения Пуассона для деформированного (искривленного) упругого вакуума, то баланс (20), отражающий преобразования Лоренца, представляет собой приближенное уравнение для вакуума. Но баланс (15) описывает статику, а (20) - кинематику. Чтобы ввести скорость движения в точное решение (11), необходимо увязать динамическое увеличение массы от скорости, а соответственно от возмущающего ньютоновского потенциала через нормализованный релятивистский фактор _n [7]

Из (21) получаем динамический баланс гравитационных потенциалов для движущейся во всем диапазоне скоростей частицы (тела)
C²₀ = C²+_nn/ (22)
здесь

Баланс гравитационных потенциалов (22) определяет общее уравнение Пуассона, описывающее распределение гравитационного потенциала С² в деформируемом вакууме для сферически симметричной системы с учетом скорости тела (частицы) через фактор _n

Решением (24) является (21).

На фиг. 2 представлена гравитационная диаграмма в виде эпюры распределения квантовой плотности среды и гравитационных потенциалов в статике в соответствии с (9) и (11), определяя баланс квантовой плотности среды и гравитационных потенциалов. Как видно на гравитационной границе раздела r= R_s, наблюдается скачок квантовой плотности среды и гравитационного потенциала , образуя в среде гравитационную яму
= 2_ns = 2_ns (25)
где _ns- ньютоновский гравитационный потенциал на гравитационной границе раздела R_s в среде, обусловленный уменьшением квантовой плотности среды _ns с внешней стороны гравитационной границы при сферической деформации вакуума, м²/с².

Наличие множителя 2 в (25) определяется физической моделью участия двух компонент, обеспечивающих устойчивость вакуумного пространства за счет его одновременного сжатия и растяжения упругой среды в результате гравитационных взаимодействий, исключая также множитель 2 из гравитационного радиуса (10), который ошибочно был введен Шварцшильдом из-за отсутствия физической модели гравитационного деформирования вакуума. При этом основополагающая роль во всех гравитационных взаимодействиях отводится самой гравитационной границе Rs раздела среды, свойства и строение которой для нуклонов и электрона (позитрона) описаны в [7].

Динамическая эпюра (фиг.2) отличается от статической эпюры только тем, что определяется не статическим балансом (15) гравитационных потенциалов, а динамическим (22), сохраняя сферическую симметрию. Это значительно упрощает расчеты в теории гравитации, сводя ее к принципу суперпозиции полей для задачи многих тел (частиц), и в большинстве случаев отпадает надобность в применении сложного расчетного аппарата с использованием тензора энергии-импульса.

При наличии большого количества элементарных частиц в едином конгломерате тела каждая частица внутри радиуса своей гравитационной границы раздела сжимает вакуум как упругую среду за счет ее разряжения с внешней стороны, обеспечивая проявление гравитации на элементарном уровне и определяя действие принципа суперпозиции полей. Поэтому полученные решения справедливы не только для элементарных частиц, но и для космологических объектов во внешней области пространства, поскольку суммарная масса объекта определяется всеми входящими в ее состав элементарными частицами, и соответственно, атомами и молекулами. Для космологических объектов их радиус может представлять условную границу R_s раздела среды.

Нормализованный релятивистский фактор (23) ограничивает предельную массу частицы при достижении ей скорости света и вытекает из (14) при условии, что ньютоновский потенциал релятивистской частицы на ее гравитационной границе R_s в предельном случае не может превышать величину _nC²₀. Откуда находим, что максимальная масса m_max релятивистской частицы не может превышать значения

а ее предельная энергия W_max составит

Таким образом, установление баланса гравитационных потенциалов в деформированном вакууме позволило элементарно решить одну из труднейших задач теоретической физики - установить предельные параметры релятивистских частиц. Так, например, для релятивистского протона гравитационная граница определена его известным радиусом R_s = 0,8210^-15 м, а предельная масса составит в соответствии с (26) всего 10¹² кг. Это большая величина, но не бесконечная, соответствующая железному астероиду диаметром порядка 1 км. Для релятивистского электрона, радиус которого не имеет четко выраженной гравитационной границы, по-видимому, при определении предельных параметров необходимо с некоторым уточнением ориентироваться на размеры протона [7].

Интересно, что наличие предельной массы (26) у релятивистских частиц позволяет составить энергетический баланс для частицы во всем диапазоне скоростей, используя динамический баланс (22) гравитационных потенциалов, умножив (22) на (26)

Как видно, левая часть (28) представляет собой предельную энергию (27) частицы (тела), а правая часть включает скрытую энергию W_v вакуумного поля и полную энергию W_s частицы (тела), определяемую суммой энергии покоя W₀ и кинетической энергии W_k как энергии сферической деформации вакуумного поля гравитационной границей раздела среды R_s (при R_s=r)

С учетом (29) энергетический баланс (28) удобнее представить в следующем виде, оперируя cо скрытой энергией _v вакуумного поля
W_v= W_max-m₀C²_0n (30)
Энергетический баланс (30) показывает, что в пределах гравитационной границы раздела среды единственным источником энергии частицы (тела) является скрытая в вакуумном поле колоссальная энергия, которая полностью себя исчерпывает W_v=0 в объектах типа черная дыра, определяя максимальную энергию (27) деформации вакуумного поля черной дырой. По сути дела баланс (30) представляет собой обобщенную функцию Лагранжа, определяющую энергетические соотношения частицы (тела) с деформируемым ее вакуумным полем.

Выражение (30) позволяет определить скрытую сферическую силу F_vT натяжения вакуумного поля, обусловленную его деформацией за счет наличия массы, как производную по гравитационной границе раздела R_s с учетом (27), выразив массу в (30) через плотность вещества _m

В (31) входит величина максимальной сферической силы F_Tmax натяжения вакуумного поля, производимая черной дырой

Как видно из (32), предельная сила, которую можно достичь в вакуумном поле, имеет конкретную величину.

Разделив (31) на величину поверхности сферической гравитационной границы раздела R_s, определяем величину тензора поверхностного натяжения T_n, обусловленного действием в вакуумном поле плотности вещества _m (l_n - единичный вектор, нормальный к сферической поверхности)
T_n= _mC²_0n1_n (33)
Как видно из (33), тензор поверхностного натяжения завит только от плотности веществ R_s и скорости движения частицы (тела) в вакууме. Так, например, при средней плотности вещества _m= 5518кг/м³ величина тензора натяжения вакуумного поля на поверхности Земли составляет величину 510²⁰ Н/м², определяя колоссальные деформационные натяжения вакуумного поля. Средняя плотность Солнца меньше земной, поэтому величина тензора натяжения на поверхности Солнца меньше, чем на Земле, но суммарная сила натяжения вакуума по всей поверхности Солнца намного больше земной.

Таким образом, анализ баланса гравитационных потенциалов позволяет не только установить предельные параметры частицы (тела) в деформированном вакуумном поле, но и найти их промежуточные значения во всем диапазоне скоростей, включая скорости, равные скорости света.

Полученные новые результаты расчетов деформированного вакуумного поля позволяют уточнить параметры объектов типа черная дыра. Это касается самой физической модели черной дыры, эпюры распределения квантовой плотности и гравитационных потенциалов, которая представлена гравитационной диаграммой на фиг. 3. В результате коллапса вещества квантовая плотность внутри гравитационного радиуса черной дыры достигает предельного значения, равного 2₀, за счет разряжения среды с внешней стороны = 0.
Основным свойством черных дыр является нарушение непрерывности вакуумного поля, обусловленное его разрывами на гравитационной границе раздела черной дыры и вакуумного поля. Нарушение непрерывности ведет к тому, что свет не в состоянии проникнуть внутрь черной дыры, полностью затухая на ее поверхности и делая черную дыру невидимой.

На гравитационной границе раздела R_s черной дыры и среды, равной гравитационному радиусу R_g (10) (без множителя 2 при R_g=R_s), наблюдается скачок гравитационного потенциала = 2C²₀, поскольку ньютоновский потенциал с внешней стороны среды принимает предельное значение C₀ ². Такую же величину ньютоновский потенциал принимает и с внутренней стороны гравитационной границы относительно гравитационного потенциала C₀ ² недеформированного вакуумного поля.

Выражения (26) и (27) позволяют определить массу и энергию черной дыры как энергию сферической деформации вакуумного поля при R_s=R_g. Выражение (32) позволяет определить суммарную силу натяжения, действующей на поверхность черной дыры, ограниченной ее гравитационным радиусом и не зависящей от величины гравитационного радиуса.

Следует обратить внимание, что черные дыры могут быть трех типов: статические, динамические и релятивистские. Статические черные дыры обусловлены коллапсом в области малых скоростей движения в вакуумном поле.

С увеличением скорости увеличивается масса тела в результате усиливающейся сферической деформации вакуумного поля, приводя систему в критическое состояние. В результате проявиться при достижении системой определенной критической скорости провоцируются аккреция вещества к центру системы и последующий ее коллапс.

И, наконец, при разгоне частицы до скорости света последняя переходит в черную релятивистскую микродыру. Такая черная микродыра не имеет электромагнитного излучения, но несет гравитационное поле, которое на
поверхности гравитационного радиуса достигает колоссальной напряженности а (а - ускорение свободного падения, м/с", при R_g=R_s)

Так, например, при достижении протоном скорости света, последний переходит в черную релятивистскую микродыру с напряженностью 10³² м/с (34) на поверхности, равной R_s. Естественно, что сейчас речь идет о черных дырах как гипотетических объектах, знание физических свойств которых позволяет более уверенно вести их поиск.

С другой стороны, аккреция вещества к центру системы и последующий его коллапс в черную дыру не ведет к изменению самой массы вещества, а соответственно не ведет к изменению гравитационного поля в пространстве вокруг черной дыры и не производит волновых колебаний в вакуумном поле. Образование объектов типа черных дыр не связано с генерированием гравитационных волн, как это предсказывает ОТО.

Генерирование продольных гравитационных волн напрямую связано с понятием вектора деформации вакуумного поля. Баланс гравитационных потенциалов (22) является точным уравнением состояния вакуумного поля для элементарной частицы, обладающей массой, и учитывает влияние на вакуум не только массы движущейся частицы, но и рассматривает само движение в упругом вакууме как перенос вектора деформации D того же вакуума [7]
D = grad() (35)
Вектор деформации (35) может быть записан через ньютоновский гравитационный потенциал _n с учетом (8) и (7) для сферически симметричной системы

Как видно из (36), вектор деформации D является аналогом напряженности гравитационного поля, но выраженный в других единицах измерения (частиц/м⁴). При этом вектор деформации определяет величину и направление деформации вакуумного поля в результате гравитационного взаимодействия как искривление пространства-времени.

Эпюра (фиг. 2) дает наглядное представление о распределении квантовой плотности среды и гравитационных потенциалов в виде специфического вакуумного поля, обладающего сферической симметрией. Очевидно, что при движении в вакууме элементарной частицы (тела) будет наблюдаться перенос эпюры (фиг. 2). Это означает, что частица (тело), движущееся в пространстве, переносит со своей массой и свое гравитационное поле. Именно такой перенос гравитационного поля в пространстве не учитывает ни одна из известных теорий гравитации.

Перенос гравитационного поля в вакууме учитывается уравнением баланса гравитационных потенциалов (22). Перенос гравитационного поля при движении тела связан со сложными процессами в пространстве-времени. Естественно, что передний фронт движущего гравитационного поля производит деформацию (искривление) упругого вакуума, а задний фронт эту деформацию сбрасывает [7] . По этой причине скорость света как волновое проявление упругих колебаний вакуумного поля в направлении движения тела и в противоположном направлении обеспечивает свое постоянство в соответствии с принципом сферической инвариантности [7]. Это подтверждено опытами Майкельсона и Морли. Упругий вакуум ведет себя как специфическая квантованная среда, не имеющая аналогов с известными средами.

Сферически симметричная модель в гравитации, учитывающая реальную деформацию вакуумного поля при движении в нем массы, значительно упрощает все гравитационные расчеты, определяя реальную скорость света в вакууме величиной гравитационного потенциала из баланса (22)

Выражение (37) устанавливает скорость света в возмущенном вакууме в окрестностях движущегося тела (частицы), из которого следует, что с увеличением массы тела и его скорости скорость света в возмущенном таким образом вакууме уменьшается. Это соответствует экспериментальным наблюдениям по искривлению траектории луча света в сильном неоднородном гравитационном поле. В предельном случае на поверхности черной дыры при условии _nn= C²₀ свет останавливается вовсе, делая невидимой черную дыру.

Решение общего уравнения Пуассона (24) в виде баланса гравитационных потенциалов (22) в вакуумном поле определяет принцип сферической инвариантности пространства, который проявляется в независимости скорости света (37) по направлениям от источника света, движущегося в пространстве вместе с возмущающей вакуум массой. Именно независимость скорости света по направлениям позволила Эйнштейну в свое время сформулировать принцип относительности.

С другой стороны, выражение (37) определяет скорость волновых возмущений в вакуумном поле, включая гравитационные волны. Несомненно, что деформация вакуумного поля ведет не только к изменению скорости распространения волновых возмущений в нем, но и ведет к перераспределению хода времени в пространстве, формируя хрональные поля.

Решение общего уравнения Пуассона (24) для деформированного вакуума позволяет рассчитать ход времени в пространстве и распределение этого хода в пространстве в виде хронального поля. С этой целью определим предельную частоту f_o собственных колебаний элементарного недеформированного кванта пространства как упругого элемента, задающего ход времени Т_о в пространстве и объединяющего пространство и время в единую субстанцию


где L_qo= 0,7410^-25 м - размеры элементарного упругого кванта пространства (квантона) [7].

Как видно из (39), минимальный отрезок времени Т_о установлен временем прохождения волнового возмущения в результате упругого возбуждения кванта пространства (квантона). Очевидно, что (38) определяет предельную частоту волновых возмущений в вакууме.

Выражение (38) позволяет связать параметры пространства-времени в виде отношения L_qo/T_o с гравитационным потенциалом невозмущенного вакуума С_о ² или в общем случае позволяет связать отношение параметров L_q/T с гравитационным потенциалом С² возмущенного деформацией вакуума

Подставляя (39) в (24), получаем уравнение Пуассона, описывающее поле параметров L_q/T пространства-времени

Интегрирование (41) относительно времени Т в сферически деформированном вакууме с учетом деформации самого квантона позволяет получить решение в виде распределения хода времени в пространстве в зависимости от величины массы и ее скорости движения для внешней T₁ и внутренней Т₂ областей гравитационной границы

Распределение времени (42) в пространстве описывает реальное хрональное поле и справедливо для промежутков времени, значительно превышающих элементарное время (39). Как видно, во внешнем гравитационном поле время T₁ замедляется с увеличением массы и скорости движения тела. И время полностью останавливается на поверхности черной дыры с внешней стороны гравитационной границы раздела при r = R_s= R_gn. Внутри гравитационной границы R_s время Т₂ ускоряется. Показатель степени 5/6=0,833 в (42) близок к единице, что делает распределение времени в пространстве, близким к распределению гравитационных потенциалов (21).

Как видно, физическая природа пространства-времени скрыта в реальной упругости самого пространства и его элементарного кванта - квантона, задающего естественный ход времени в зависимости от деформационного состояния упругого вакуума. Квантон - это объемный упругий резонатор, выполняющий, в том числе, роль идеальных электронных часов с полупериодом хода (39).

Итак, изменение хода времени в пространстве связано с гравитацией, то есть с искривлением пространства-времени (с его деформацией), описываемой уравнением Пуассона(41).

Чтобы периодически изменять вектор деформации (35) вакуумного поля и тем самым вызывать продольные колебания вакуума, рассмотрим идеальный гравитационный осциллятор, являющийся источником гравитационных волн.

Если идеальным электромагнитным осциллятором смог бы служить электрический заряд q_o с переменной величиной самого заряда q, например, по гармоническому закону (- циклическая частота)
q = q₀sint, (42)
то по аналогии с электромагнитным осциллятором (42) в качестве гравитационного заряда q_o в гравитационном осцилляторе должна выступать масса m_o из (36) с переменной величиной m
m = m₀sint, (43)
Естественно, что в природе не существует заряда с переменной величиной (42), но если в антенну, выполненную в виде отрезка проволоки, подавать ток высокой частоты, то такую антенну можно рассматривать как электрод с переменной величиной заряда (42), возбуждающий в вакуумном поле электромагнитные волны.

Итак, чтобы возбудить в пространстве электромагнитные волны, необходимо периодически изменять полярность электрического заряда. Чтобы возбудить в пространстве гравитационные волны, необходимо периодически изменять полярность гравитационного заряда, то есть знак массы. Но понятие минус-массы связано с антивеществом, наличие которого в балансе гравитационных потенциалов (22) учитывается знаком минус перед ньютоновским потенциалом
C²₀ = C²-_nn (44)
Выражение (44), описывающее баланс гравитационных потенциалов для антивещества, раскрывает совсем иную физику формирования античастиц из антивещества по сравнению с обычным веществом. Если для вещества наличие ньютоновского потенциала определяет наличие гравитационной ямы во внешней области вакуумного поля (фиг.2), то для антивещества ньютоновский потенциал приводит к увеличению гравитационного потенциала С² во внешней области пространства
C² = C²₀+_nn, (45)
определяя распределение гравитационного потенциала как во внешней области, так и внутри гравитационной границы раздела среды, отличающееся от (21) знаками (+) и (-)

Такой подход касается также квантовой плотности среды при формировании античастицы в вакуумном поле

На фиг. 4 представлена гравитационная диаграмма (эпюра) распределения квантовой плотности среды (47) и гравитационного потенциала (46) для античастицы. На границе раздела среды наблюдается скачок квантовой плотности среды и гравитационного потенциала (25) как и для частицы. Но в отличие от частицы античастица формируется за счет выталкивания квантов пространства (квантонов) из внутренней области гравитационной граница во внешнюю, увеличивая во внешней области квантовую плотность среды и величину гравитационного потенциала.

Во всех процессах формирования частиц и античастиц в вакуумном поле основополагающая роль отводится самой гравитационной границе. Для частиц строение гравитационной границы должно обеспечивать сферическую деформацию вакуумного поля к некоему центру, стягивая вакуумное поле внутри гравитационной границы. Для античастицы механизм ее формирования связан с удержанием колоссальных внешних натяжений вакуумного поля гравитационной границей.

В вакуумном поле может создаться такая ситуация, когда внешнее натяжение среды может привести к локальному разрыву пространства. Тогда удержать в устойчивом состоянии вакуумное поле может только гравитационная граница, обладающая стягивающим свойством, например, представляя оболочку знакопеременных зарядов [7]. В этом случае скачок гравитационного потенциала на границе раздела достигнет величины 2C_o ², представляя данное образование как антидыру.

По всем параметрам такая антидыра, но не как элементарная частица, а в виде космологического объекта, является прекрасным отражателем электромагнитного излучения и должна регистрироваться соответствующими астрономическими приборами. С другой стороны, такая антидыра вместо тяготения должна обладать отталкивающим действием, проявляя антигравитационные свойства.

Что касается элементарных античастиц, то анализ их эпюры (фиг.4) показывает, что античастица представляет собой менее устойчивое состояние по сравнению с частицей (фиг.2), наличие гравитационной ямы у которой, во внешней области вакуумного поля делает ее довольно стабильным образованием. В любом случае анализ возможного создания гравитационных осцилляторов с использованием античастиц позволяет совсем по-иному взглянуть на проблему генерации гравитационных волн.

Проведенный анализ убедительно доказывает, что вакуумное пространство обладает упругой структурой и состоит из большого количества мельчайших частиц - квантов пространства (квантонов), неделимых далее. Чтобы раскрыть структуру элементарного кванта пространства, воспользуемся уравнениями Максвелла для вакуума. Запишем плотности токов электрического j_e и магнитного j_m смещения в вакууме при прохождении электромагнитной волны. Это выражается через соответствующие изменения во времени t напряженности векторов электрического Е и магнитного Н полей (см. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники (в трех частях). Издание шестое. - М.: Высшая школа, 1973, с. 633-637) [13]


где ₀= 8,8510^-12 Ф/м - электрическая постоянная;
₀= 1,2610^-6 Гн/м - магнитная постоянная.

Ввиду симметричности электромагнитной волны плотности токов электрического и магнитного смещения в вакууме по абсолютной величине (модулю) эквивалентны друг другу
j_m=C_oj_e (50)
В (50) плотности токов смещения связаны между собой множителем, равным скорости света С_о, для невозмущенного гравитацией вакуумного поля, или С - для возмущенного гравитацией. Это обусловлено различием размерностей плотности токов смещения для электрической и магнитной компонент в системе СИ. Выразить плотности токов смещения можно через скорость смещения v безмассовых элементарных электрического e и магнитного g зарядов и квантовую плотность среды ₀, полагая, что заряды e и g входят в состав квантона парами со знаком (+) и (-), образуя в целом нейтральную частицу
j_e= 2e₀v (51)
j_m= 2g₀v. (52)
Подставляя (51) и (52) в (50), получаем соотношение между элементарным электрическим и магнитным зарядами
g=C_oe=4,810^-11 Ам (или Дк), (53)
где e = 1,610^-19 Кл - элементарный электрический заряд.

Итак, в системе СИ элементарный магнитный заряд (53) имеет величину 4,810^-11 Ам и размерность, выраженную в Дираках (Дк), пока официально не включенную в систему СИ. В теоретической физике принято элементарный магнитный заряд (монополь Дирака) по аналогии с электрическим измерять в Кулонах (см. Монополь Дирака (сборник статей). - М.: Мир, 1979, стр.27) [14]. Это вносит некоторую путаницу, поскольку в электротехнике магнитные величины определяются производными от электрического тока, и если магнитный момент имеет размерность Ам², то магнитный заряд определяется размерностью Ам=Дк, а не Кл.

Таким образом, анализ уравнений Максвелла показывает, что условием поляризации вакуума электромагнитной волной является наличие токов электрического и магнитного смещения безмассовых электрических и магнитных зарядов, входящих в состав квантона. При этом сам квантон как элементарный квант пространства должен включать в себя четыре элементарных зарядов: два электрических (+1е и -1е) и два магнитных (+1g и -1g), представляя собой статический электромагнитный квадруполь, практически неизученный в электродинамике. В дальнейшем будем называть безмассовые элементарные заряды монополями (электрическими и магнитными).

Чтобы выделить в пространстве элементарный объем, необходимо с позиций геометрической минимизации иметь всего четыре разметочных точки. Одна точка - просто точка, две точки позволяют выделить линию, три - поверхность, четыре - объем. И эти четыре точки запланировала сама природа в виде указанных четырех монополей, образуя структуру квантона. В целом квантон представляет собой электрически нейтральную и безмассовую частицу, обладающую электрическими и магнитными свойствами, которые проявляются при поляризации вакуума в электромагнитной волне.

К самой структуре квантона мы не можем подходить с мерками известных элементарных частиц, таких как электрон, обладающий массой и одновременно являющийся носителем элементарного электрического заряда. С классических позиций четыре разноименных монополя в квантоне под действием колоссальных сил натяжения должны коллапсировать в точку. Однако этого не наблюдается. Вакуумное пространство представляет собой очень устойчивую субстанцию. Это означает, что монополи, входящие в квантон, имеют конечные размеры, определяя диаметр L_q самого квантона [7]

где k₃= 1,44 - коэффициент заполнения вакуума квантонами шаровой формы;
R_s=0,8110^-15 м - радиус протона (нейтрона).

Выражение (54) получено из условий натяжения упругого вакуума в результате взаимодействия квантонов между собой при рождении элементарной частицы (протона, нейтрона) из вакуумного поля в результате его сферической деформации. Радиус R_s представляет собой элементарную гравитационную границу раздела в квантованной среде для указанных элементарных частиц.

На фиг. 5 представлена наиболее вероятная структура электрического и магнитного монополя. По-видимому, монополь, чтобы удовлетворять условиям упругого состояния вакуумного поля, должен представлять собой двухфазную частицу, состоящую из центрального ядра 1, окруженного упругой атмосферой 2. Именно ядро 1 является источником поля (электрического или магнитного) в виде заряда. Можно предположить, что именно ядро монополя определяется планковской длиной 10^-35 м, а сам монополь имеет размеры порядка 10^-26 м [7] . Пока неясны физическая природа самих монопольных зарядов и строение их упругой атмосферы. Сами монополи и их упругая атмосфера определяют электрические и магнитные свойства вакуума в виде констант ₀ и ₀, связывая воедино электрическую и магнитную материю внутри квантона.

Тогда на основании физической модели монопольных зарядов можно анализировать процесс формирования квантона, изображенный на фиг.6. Четыре упругих шарика-монополя образуют фигуру с расстановкой своих ядер по вершинам тетраэдра, обеспечивая ортогональность электрической и магнитной осей в целом нейтрального квантона. Но в таком состоянии квантон оставаться не может. Естественно, что колоссальные силы электромагнитного сжатия должны деформировать квадруполь из монополей в шаровую частицу, изображенную на фиг.7, сохраняя ее целостность как единой частицы, и сохраняя ортогональность электрической и магнитной осей. Ядра монополей в рассматриваемой модели шарового квантона расположены по вершинам тетраэдра. Это обеспечивает квантону эквивалентность электрической и магнитной энергий. При этом эквивалентное действие электрического и магнитного полей внутри квантона определяется равенством сил Кулона для электрических F_e и магнитных F_m зарядов, действующих на расстоянии r, равного ребру тетраэдра

Из (55) получаем соотношение

Из (56) получаем соотношение между магнитным и электрическим элементарными зарядами g= C_oe, соответствующее (53), но полученное иным способом (при условии в СИ). При этом природа скорости света устанавливается реальным квантованием вакуумного пространства электрическими и магнитными монополями, входящими в состав квантонов

Сам процесс электромагнитного квантования большого объема пространства связан с его заполнением квантонами. В силу естественной способности к сцеплению противоположных по знаку зарядов квантоны, сцепляясь друг с другом, образуют квантованную упругую среду. Тетраэдрная форма расстановки ядер монополей в квантонах вносит элемент хаотичности в сцепления квантонов, делая случайным образом ориентацию их электрических и магнитных осей в пространстве и исключая какое-либо приоритетное направление ориентации. В целом создается электрически и магнитно нейтральная, однородная и изотропная среда, обладающая электрическим и магнитными свойствами, получившая название как вакуумное поле в виде статического электромагнитного поля (см. Богач В. А. Гипотеза о существовании статического электромагнитного поля и его свойствах. - Дубна: Объединенный институт ядерных исследований, 1996, препринт Р 13-96-463) [15], (Смирнов В.И. Экспериментальная проверка гипотезы о существовании статического электромагнитного поля. - Дубна: Объединенный институт ядерных исследований, 1999, препринт Р13-99-7) [16], (Неганов Б.С. О существовании в лоренцевой механике абсолютной системы отсчета. - Дубна: Объединенный институт ядерных исследований, 1998, препринт Р2-98-217) [17].

Представить структуру дискретного электрического и магнитного полей квантованной среды в проекции на плоскость не представляется возможным. Упрощенная модель плоского локального участка вакуумного поля из четырех квантонов представлена в проекции на плоскость в виде силовых линий электрического и магнитного полей (на фиг.8). Естественно, что вакуумное поле можно рассматривать в виде дискретной сетки с дискретностью порядка 10^-26 м из силовых линий статического электрического и магнитного полей, наброшенной на всю Вселенную и связывающую воедино все объекты. Мы живем в электромагнитной Вселенной.

Ввиду малых размеров действие электродинамических сил внутри квантона между монопольными зарядами настолько велико, что в природе отсутствуют силы, способные расщепить квантон на отдельные монополи. Экспериментально это подтверждается по отсутствию в природе свободных магнитных зарядов, несмотря на многочисленные их поиски [14]. Некоторый избыток электрических зарядов обусловлен электрической асимметрией Вселенной. Но именно избыток электрических зарядов является источником рождения из вакуума элементарных частиц и вещественной материи [7].

Далее приступим к анализу электромагнитных излучений, которое в вакуумном поле может распространяться только в воде поперечных волн поляризации вакуумного поля в отличие от продольных гравитационных волн. Считается, что электромагнитное поле является производным от полей электрического и магнитного, не имеет собственного носителя и не связано с гравитацией. Но это всего лишь следствие, основанное на законах электромагнитной индукции, когда из электричества через непонятную топологию пространства рождается магнетизм. А причина электромагнитных взаимодействий кроется в нарушении равновесия дискретного статического электромагнитного вакуумного поля, имеющего собственный носитель в виде элементарного кванта пространства - квантона, объединяющего воедино электричество и магнетизм.

Перенос электромагнитной энергии в вакууме в виде электромагнитной волны происходит в результате электромагнитной поляризации вакуумного поля, нарушающей электромагнитное равновесие в среде. При этом квантон является всего лишь переносчиком электромагнитного излучения, обеспечивая постоянство собственной энергии. Это установлено экспериментально по отсутствию избыточной энергии в электромагнитной волне, не приводящей к освобождению избыточной энергии из вакуумного поля. По этой причине поляризация квантона электромагнитной волной связана с периодическим растяжением квантона вдоль электрической оси и сжатием вдоль магнитной оси, и наоборот, сохраняя постоянство собственной энергии (фиг.9)
Поскольку электрическая и магнитная оси квантона ортогональны друг другу, расположим их в системе прямоугольных координат соответственно по осям x и у, обозначив расстояние между зарядами внутри квантона как x и у при условии x=у=r как ребер тетраэдра. Тогда энергия электрического W_e и магнитного W_g полей, взаимодействующих внутри квантона зарядов, определяется известными выражениями


Условие прохождения электромагнитной волны как поляризационного возбуждения вакуумного поля определено постоянством суммарной электромагнитной энергии W_q квантона, являющегося переносчиком волнового возбуждения
W_q=W_e+W_g=const. (60)
Обеспечение условия (60) связано с тем, что растяжение квантона по электрической оси (фиг.9а) одновременно приводит к его сжатию по магнитной оси (фиг. 9б). При этом увеличение расстояний между электрическими зарядами внутри квантона ведет к уменьшению его электрической энергии и одновременному увеличению его магнитной энергии на такую же величину за счет уменьшения расстояний между магнитными зарядами. Сами поляризационные процессы в вакууме связаны с очень малыми перемещениями зарядов внутри квантона ввиду его сверхвысокой упругости. Это позволяет записать изменение энергии при изменении расстояния между зарядами как малой величины через соответствующие производные от (58) и (59) в виде соответствующих сил


Знак плюс в (62) означает, что энергия магнитного поля увеличивается. Учитываем, что изменение напряженности от одного заряда в области другого при изменении расстояния между ними определяется соответствующими производными, которые определяем из поля элементарного заряда (1_х и 1_y - единичные векторы)


Подставляем (63) и (64) в (61) и (62) соответственно, получаем


Учитывая, что условие (60) обеспечивается равенством изменения энергий (65) и (60), получаем искомое соотношение, связывающее между собой взаимное изменение напряженности электрического и магнитного полей в электромагнитной волне в условиях малого поляризационного смещения самих зарядов в квантоне (при x=y)

Учитывая (41) и ₀C₀= (₀C₀)^-1, из (67) получаем

Выражение (68) приводим к виду, когда изменения напряженности полей наблюдаются во времени, выразив скорость v смещения зарядов внутри квантона соответствующими производными

С учетом (69) из (68) получаем искомое соотношение для электромагнитной волны

Или учитывая ортогональность векторов EH, запишем (70) через соответствующие индексы x и у (или единичные векторы, орты)

Сравнивая (71) с (48) и (49), получаем соотношение, аналогичное (50), для векторов плотности токов смещения с соответствующими индексами, учитывающими их ортогональность
j_my=C_oj_ex. (72)
Анализ изменения электрических параметров квантона электромагнитной волной был проведен при учете изменений поля внутри квантона. Но поскольку вакуумное поле как среда, находящаяся в нейтральном равновесном состоянии, выходит из этого состояния при нарушении электромагнитного равновесия самого квантона, то полученные выражения справедливы и для вакуумного поля в целом при электромагнитной поляризации множества квантонов, входящих в область волны.

Итак, получены безроторные уравнения (70)-(72), связывающие электрические и магнитные параметры поля электромагнитной волны в вакууме, определяющие действие в нем законов электромагнитной индукции, когда при изменении электрической компоненты одновременно проявляется компонента магнитная, и наоборот.

Интегрирование (71) позволяет связать воедино эквивалентные значения электрической и магнитной компонент электромагнитной сферической волны, выразив их через равенство векторов напряженности электрического и магнитного полей, изменяющихся по гармоническому закону

Учитывая, что скорость света С_о в (73) определяет собой направление электромагнитной волны и представляет собой вектор С_о, выражение (73) удобнее представить в виде векторного произведения

Из выражения (74) следует, что все три указанные векторы ортогональны друг другу. А это означает, что векторы Е_х и Н_у лежат в плоскости, перпендикулярной вектору скорости С_о, и определяют электромагнитную волну как волну поперечной поляризации вакуумного поля (фиг. 10). По этой причине в плоской сферической поперечно поляризованной электромагнитной волне экспериментально не обнаружены роторы напряженности электрического и магнитного полей. Для возмущенного гравитацией вакуумного поля вектор скорости света С_о в (74) переходит в вектор С из (37).

Природа образования роторов напряженности электрического и магнитного полей в вакууме связана с ориентационной поляризацией квантонов, рассмотрена в [6, 7] и наблюдается в области излучающей антенны в виде отрезка проводника, по которому протекает ток высокой частоты. Поляризация вакуумного поля связана как с деформационной, так и ориентационной поляризацией самих квантонов, являющихся переносчиком (носителем) электромагнитного поля и электромагнитной энергии излучающей антенны, обусловленной внешним проявлением нарушения равновесия вакуумного поля в результате электромагнитной поляризации самих квантонов, обеспечивающих сохранение своей собственной энергии и тем самым действие законов электромагнитной индукции в вакуумном поле.

Чтобы понять энергетику волновых процессов, происходящих в вакуумном поле, когда сходные явления связанные, например, с дефектом массы, в одном случае проявляются как электромагнитное излучение, а в другом как гравитационные волны, необходимо устранить один из парадоксов теоретической физики, допускающий совместное существование двух взаимно исключающих друг друга принципов.

С одной стороны, это принцип эквивалентности электромагнитной энергии и массы, определяемый выражением (13). Но как было доказано ранее, масса представляет собой гравитационный заряд, то есть является параметром гравитационного поля, энергия которого определяется энергий сферической деформации вакуумного поля (13). Таким образом, принцип эквивалентности массы и энергии устанавливает эквивалентность энергии электромагнитного и гравитационного полей.

С другой стороны, в теории гравитации устоялось мнение, что энергия гравитационного поля, например электрона, несоизмеримо мала по сравнению с его электрической энергией. Действительно, известные выражения для энергии гравитационного W_m и электрического W_e (58) полей электрона позволяют определить их отношение


где m_e = 0,9110^-30 кг - масса покоя электрона.

Разделив (76) на (75), получаем искомое соотношение

Отношение (77), в общем неверное в своей основе, базируется на том, что силы электрического взаимодействия намного больше сил гравитационных. Но силу, действующую на свободный электрон в вакуумном поле, необходимо рассматривать как производную от энергии (31). Тогда интеграл силы даст искомую величину энергии при правильном выборе постоянной интегрирования, которая в известных расчетах не учитывала энергию деформации вакуумного поля и привела к некорректному выводу (77).

С другой стороны, энергия гравитационного поля свободного электрона определяется энергией сферической деформации вакуума, поскольку только наличие в своей основе сферической деформации вакуумного поля является причиной гравитации. Энергия электрического поля определяется энергией электрической поляризации сферически деформированного вакуумного поля.

Учесть данные взаимодействия можно, используя метод зеркального отображения на сфере, когда энергия взаимодействия электрона с вакуумным полем учитывается взаимодействием с отображенным на сферу вторым электроном с массой m_e и зарядом е. В этом случае возмущающий вакуум основной электрон создает в вакууме гравитационный = C² из (15) и электрический _e потенциалы, которые и определяют энергию гравитационного и электрического полей электрона


По сути дела при выводе (78) применен метод перенормировки гравитационного потенциала, когда фиктивный ньютоновский потенциал перенормируется действительным гравитационным потенциалом С² сферически деформированного вакуумного поля (фиг.2).

Как видно из (78), выражение энергии гравитационного поля электрона с учетом сферической деформации вакуума существенно отличается от известного выражения (75), а энергия электрического поля (79) полностью совпадает с (76). Парадокс заключается в том, что энергия гравитационного поля, как и энергия поля электрического, определяется величиной потенциала, который для гравитационного поля уменьшается при приближении к гравитационной границе раздела среды (фиг. 2). При этом ньютоновский потенциал выступает на самом деле в роли фиктивного потенциала, а действительный потенциал вакуумного поля определен С².

Но выражения (78) и (79) уже соизмеримы по величине энергии и имеют общую точку пересечения зависимостей от расстояния, принятую за классический радиус электрона r_е, когда энергия гравитационного поля полностью уравнивается с энергией поля свободного электрического электрона в вакууме, то есть W_m=W_e

Из (80) находим точное значение классического радиуса электрона

Учитывая, что вторая компонента, входящая в (81), определяет гравитационный радиус (10) электрона, который несоизмеримо мал по сравнению с первой компонентой, обычно классический радиус электрона имеет упрощенную запись

По сути дела гравитационный потенциал С_o ² вакуумного поля выступает в (80) в роли калибровочного потенциала, уравнивающего энергию гравитационного и электрического полей электрона. И все же во всех представленных выше рассуждениях имеется определенная некорректность по отношению не к математике, а самой физике явления. Энергия гравитационного поля электрона в соответствии с (78) практически не зависит от расстояния до самого электрона и на бесконечности равна m_eC_o ², то есть действие гравитационного поля электрона распространяется на бесконечность без ослабления.

Это недостаток теории гравитационных потенциалов устраняется в результате дальнейшего применения метода перенормировки гравитационного потенциала. Учитывая эквивалентность энергий гравитационного (78) и электрического (79) полей, находим выражение для действительного потенциала С², удовлетворяющее условию эквивалентности энергий гравитационного и электрического полей
m_eC² = e_e (83)
Из (83) с учетом (82) находим значение действительного потенциала С², выраженное через классический радиус электрона

С учетом (84) из (78) определяем действительную энергию гравитационного поля электрона, эквивалентную его электрической энергии (76)

Выражение (85) определяет распределение гравитационной энергии электрона в вакуумном поле. Как видно из (85), в пределах границы классического радиуса электрона при r=r_е его гравитационная энергия соответствует энергии покоя m_eC_o ², и по мере удаления от электрона энергия его гравитационного поля ослабевает обратно пропорционально расстоянию, как и энергия электрического поля.

В этом плане классический радиус электрона r_e выполняет функцию гравитационной границы R_s раздела среды (фиг.2). В общем случае распределение энергии гравитационного поля частицы можно записать с учетом ее гравитационной границы

Естественно, что проведенные расчеты эквивалентности энергии гравитационного и электрического полей электрона с учетом электромагнитной структуры вакуумного поля позволяют раскрыть структуру самого электрона, которая позволяет более глубже понять формирование в вакууме электромагнитных и гравитационных волновых процессов. Впервые раскрыт феномен образования самой массы в вакуумном поле при его сферической деформации.

Как было показано, вакуумное поле представляет собой статическое электромагнитное поле, плотно заполненное квантонами с дискретностью порядка 10^-25 м (фиг.8). Теперь представим, что в вакуумное поле внесли безмассовый электрический монопольный заряд отрицательной полярности (-1е). Такая ситуация возникает реально при рождении в вакуумном поле пары частиц: электрона и позитрона. Естественно, что вакуумное поле прореагирует на внесение электрического монополя, в первую очередь электрической поляризацией.

Действительно, радиальное электрическое поле монопольного заряда будет стараться развернуть квантоны электрической осью вдоль силовой линии радиального электрического поля и растянуть квантон по электрической оси, проявляя признаки ориентационной и деформационной поляризации (фиг.11). Как видно, в непосредственной близости от монопольного заряда в области очень сильного электрического поля поляризационная ориентация квантонов электрической осью в направлении радиального поля монопольного заряда формирует магнитное поле, замкнутое по сфере.

Расчеты показывают, что неоднородное электрическое поле монопольного заряда создает градиентную силу F_e, действующую на квантон и направленную по радиусу к центру монопольного заряда e

Замкнутое по сфере магнитное поле также производит действие на квантоны, стягивая их к центру монопольного заряда e с силой N_g

Разделив (88) на (87), с учетом (53) получаем соотношение, из которого следует, что доминирующим фактором в стягивании квантонов к центру монопольного заряда является индуцированное магнитное поле, замкнутое по сфере при r = r_е (82)

Таким образом, замкнутое по сфере индуцированное магнитное поле производит сферическую деформацию вакуумного поля, формируя массу электрона, структура которого представлена на фиг.12. В центре электрона расположено ядро в виде центрального монопольного заряда. Вокруг монопольного заряда формируется область сферической деформации вакуумного поля, гравитационная граница которой не имеет четко выраженного раздела и как бы "размазана" относительно классического радиуса электрона, образуя переходную область. Далее наступает область разряжения вакуумного поля.

Сферически замкнутое магнитное поле электрона является физическим аналогом спина (подобие анапольного момента, только более сложного), наделяя электрон как электрическими, так и магнитными свойствами, которые можно выразить комплексным зарядом q_e (i - мнимая единица)
q_e=e+ig. (90)
Выражение (90) позволяет рассчитывать электрические и магнитные параметры полей электрона в соответствующих единицах измерения, рассматривая магнитную компоненту как мнимую. Единица измерения (90) может быть приведена к единому значению через (53). В любом случае векторный анализ в теории поля должен быть дополнен новыми функциями, описывающими сферически замкнутые поля (spherA₁), индуцируемые полями радиальными (radA₂), связанные определенными соотношениями между собой (где А - вектор напряженности).

В данном случае поле электрона можно описать комплексной напряженностью Е+ iH, параметры которой связаны друг с другом соотношением
radE = -C₀₀spher(iH) (91)
Мнимая единица в (91) указывает на то, что вектор Н ортогонален вектору Е, то есть HE. Из (90) или (91) находим мнимую величину напряженности сферического магнитного поля электрона

Отличие радиального электрического поля электрона от его сферического магнитного поля заключается в том, что электрическое поле нарушает электрическое равновесие вакуумного поля и проявляется внешне (может быть измерено), а сферическое магнитное поле не нарушает магнитного равновесия среды, а ведет лишь к изменению топологии вакуумного поля, обеспечивая сферически замкнутую магнитно уравновешенную систему.

При относительном движении электрона во внешнем магнитном поле наблюдается нарушение сферической симметрии его магнитного поля, и оно преобразуется в поле роторное (48). Можно предположить, что ускоренное движение электрона (и движение скачками), а также относительно другого электрона (протона и т. д.), ведет к нарушению сферической симметрии магнитного поля электрона. При равномерном движении электрона в невозмущенном другими полями вакуумном поле нарушение сферической симметрии магнитного поля электрона не должно наблюдаться.

Движение электрона в пространстве связано с переносом его монопольного заряда и переносом полей: электрического, магнитного, гравитационного. Причем энергии каждого из этих полей эквивалентны друг другу. Суммирование энергий полей недопустимо, поскольку каждая из энергий является проявлением одной и той же сущности, связанной с первичной электрической поляризацией вакуумного поля, последующей индукцией сферического магнитного поля и формированием гравитационного поля в виде сферической деформации вакуума, которое проявляется как масса электрона.

С увеличением скорости электрона в вакуумном поле монопольный заряд начинает взаимодействовать с все большим количеством квантонов, интенсифицируя процессы поляризации вакуумного поля и тем самым увеличивая в конечном итоге массу электрона. В работе [7] рассмотрены излучение орбитального электрона в результате дефекта его массы, а также структура позитрона и нуклонов.

Гравитационные волны существенно отличаются от традиционных поперечных электромагнитных волн по своим свойствам, но имеют одну природу, связанную с волновыми проявлениями вакуумного поля. В опытах Вейника (фиг.1) изменение времени в пространстве связано не с воздействием потока гипотетических хрононов на кварцевую пластинку. Изменение времени связано с деформацией пространства-времени (вакуумного поля) в результате деформирования вещества при изменении в нем механических напряжений, а также в момент фазовых переходов одного состояния вещества в другое, приводящих к генерированию в вакуумном поле продольных гравитационных волн.

Это обусловлено тем, что структура вещества неразрывно связана со структурой вакуума, поскольку рождение массы m обусловлено сферической деформацией упругого вакуума, начиная с уровня элементарных частиц. Такой вывод вытекает из уравнения Пуассона (6) с учетом (35) при переходе к теореме
Гаусса, определяя массу потоком вектора деформации (35), пронизывающего поверхность S в сферически деформированном вакууме

где m_о - масса покоя частицы, кг.

Экспериментально установлено небольшое изменение массы при статическом деформировании самого образца вещества (см. Горохов В.М., Дорошкевич Е.А., Леутин В.М. Эффект деформационно-гравиметрического взаимодействия в твердых телах при их деформировании и разрушении. - Известия национальной академии наук Беларуси. Сер. физ.-тех. наук, 1998, 2, с.107-114) [18].

Вектор деформации вакуума D направлен по радиусу от центра массы каждой элементарной частицы в образце вещества и в целом определяется принципом суперпозиции. По этой причине изменение величины массы образца при деформировании вещества ведет к изменению величины вектора D_a (амплитуда возмущения) упругого вакуума вне образца, изменяя суммарный продольный поток вектора деформации возмущенного вакуума, пронизывающий замкнутую поверхность вокруг образца, например, по гармоническому закону

Для возбуждения в вакууме продольных колебаний квантовой плотности среды как изменение потока вектора деформации (94) необходимо периодически изменять компоненту возмущения (m_0n). Очевидно, что это можно сделать за счет изменения массы образца и/или направления и величины его скорости, входящей в нормализованный релятивистский фактор (23). В области нерелятивистских скоростей для возбуждения продольных колебаний вакуума основополагающим является изменение массы m образца, которое в идеальном случае можно описать периодическим законом как изменение амплитуды m_a, принимая таким образом тело с переменной массой за источник гравитационных волн
m = m_asint (95)
Такой подход позволяет записать волновое уравнение гравитационной волны через квантовую плотность среды в упругом вакууме, представляя гравитационные волны как перемещающиеся области продольного сжатия и разряжения квантовой плотности среды в вакууме от источника (95) со скоростью С

В идеальном случае генерирование гравитационных волн желательно производить не источником (95), а идеальным источником (43). Однако данная задача требует своего технического решения и пока не реализована на практике.

При деформировании образца небольшие изменения его массы ведут к возбуждению в вакууме продольных колебаний среды в виде гравитационных волн, которые и были зафиксированы в опытах Вейника по изменению частоты колебаний кварцевой пластинки как изменение времени. Учитывая неоднородность материала образца, можно предположить, что при его деформационном нагружении внутри образца возникает множество локальных зон (дислокаций), способных возбуждать гравитационные волны, образуя их затухающий спектр.

Судя по уменьшению частоты кварца в опыте фиг.1 при воздействии гравитационной волны наблюдается определенная асимметрия, обусловленная, по-видимому, анизотропной восприимчивостью кварца к части волны с разряженной квантовой плотностью среды. Нестабильность результатов измерений частоты кварца, по-видимому, объясняется ударным воздействием гравитационной волны, возбуждаемой непериодическим изменением деформационного состояния образца, включая влияние случайного сдвига фазы между колебаниями, которые приводят к стохастическим биениям частот, но пока не позволяют судить о точной частоте гравитационной волны, а только о времени восстановления деформационного равновесия образца после снятия нагрузки. Можно предположить, что частота гравитационного излучения лежит в области радиочастот и в опытах Вейника находится в диапазоне частот менее 10 МГц.

Источником гравитационной волны является компонента возмущения (m_0n) в (94), внутри которой фактор ускорения определен изменением скорости в _n (23). Этот фактор может оказаться существенным, если тело очень быстро набирает скорость, близкую к скорости света, и также быстро уменьшает ее в обратном направлении, повторяя процесс циклически. Таких естественных объектов в природе до сих пор не обнаружено, а их искусственное создание не представляется возможным. Известно тормозное излучение релятивистского электрона, но оно лежит в области электромагнитного диапазона рентгеновского и гамма-излучения.

Как показывает анализ, источником гравитационных волн в основном может являться только осциллирующая масса (95). Наблюдаемый при этом дефект переменной массы лежит в области частот значительно ниже частот квантовых проявлений электромагнитного излучения. По этой причине осциллирующая масса в режиме гравитационного излучения не испускает фотонное излучение, которое наблюдается, например, в результате дефекта массы орбитального электрона при переходе на стационарную орбиту в атоме, определяя эквивалентность гравитационной и электромагнитной энергии [7].

В общем случае наличие упругой статической электромагнитной структуры вакуумного поля позволяет рассматривать в нем три типа волновых возмущений и их комбинации:
1. Поперечные колебания. Этот тип колебаний в вакууме проявляется в виде электромагнитной волны, обусловленной электрической и магнитной поляризацией вакуума (электрическими и магнитными токами смещения). Поскольку электромагнитные волны не изменяют квантовой плотности среды, то эти волны проявляются только как волны поперечные.

2. Продольные колебания. Этот тип колебаний в вакууме проявляется в виде гравитационной волны. Гравитационная волна формируется продольными периодическими перемещениями зон сжатия и разряжения квантовой плотности среды в вакууме и описывается волновым уравнением (96). Решение (96) удобно представлять в виде изменения по гармоническому закону величины и направления мгновенного значения продольного вектора деформации D_r вакуума, например, на расстоянии r от источника излучения (для амплитуды D_a, и сдвига фазы )
D_r= D_asin(t-) (97)
3. Крутильные колебания. Это сложный тип колебаний в упругом вакууме, по-видимому, содержит основную тангенциальную (поперечную) компоненту, формирующую ротор вектора деформации rotD в среде в сочетании с радиальной (продольной) компонентой, представляя разновидность гравитационной волны.

Все типы колебаний в упругом вакууме можно рассматривать как квантовые флуктуации уравновешенного вакуумного поля в результате нарушения установившегося равновесия [10, 19].

Таким образом, проведенный выше детальный анализ волновых процессов в вакуумном поле позволяет научно обосновать предлагаемый способ генерирования и приема гравитационных волн как продольных возмущений вакуумного поля, обусловленных деформацией упругой квантованной среды в виде зон сжатия и разряжения. Гравитационная волна представляет собой перемещение в пространстве со скоростью света зон сжатия и разряжения упругой квантованной среды. Сами же зоны сжатия и разряжения упругой квантованной среды представляют собой сгустки и разряжения квантовой плотности среды вакуумного поля, характеризующиеся наличием в вакуумном поле зон периодически изменяющихся градиентов квантовой плотности среды. Градиент квантовой плотности среды характеризует деформацию вакуумного поля, вектор которой совпадает с вектором скорости распространения гравитационной волны, но при этом вектор деформации меняет свое направление в зависимости от направления градиента квантовой плотности среды в зонах сжатия и разряжения квантовой плотности среды вакуумного поля.

Чтобы получить непрерывную гравитационную волну с гармоническим изменением вектора деформации вакуумного поля в направлении распространения волны, необходимо обеспечить перераспределение квантовой плотности среды в пространстве за счет периодического смещения квантонов в вакуумном поле относительно равновесного состояния вакуумного поля в направлении распространения волны. Это стало возможным благодаря раскрытию структуры вакуумного поля в теории УКС, в том числе структуры самого квантона (фиг.7).

Чтобы произвести перераспределение квантовой плотности среды внутри вакуумного поля, необходимо вызвать градиентные силы, способные сместить квантоны в одном направлении, обеспечив градиент квантовой плотности среды. Представленная на фиг. 7 схема квантона позволяет рассматривать его как два диполя: магнитного и электрического, обладающие дипольными моментами p_g и р_е соответственно, магнитная и электрические оси которых ортогональны друг другу.

На магнитный диполь в неоднородном магнитном поле напряженностью Н действует градиентная сила F_g, направленная в область наибольшей напряженности магнитного поля. На электрический диполь в неоднородном электрическом поле напряженностью Е действует градиентная сила F_e, направленная в область наибольшей напряженности электрического поля (см. Тамм И.Е. Основы теории электричества. Издание десятое. - М.: Наука, 1989, с.241, 118) [20]
F_g= p_ggrad(₀H)+p_grot(₀H_i) (98)
F_e= p_egrad(E)+p_erot(E_i) (99)
В выражения (98) и (99) входят дополнительно напряженности магнитного H_i и электрического E_i полей, индуцированные вихревым характером полей при вращении векторов Н и Е.

В целом выражения (98) и (99) определяют величину и направление градиентных сил F_g и F_e в виде скалярного произведения входящих векторов. При отсутствии переменного характера полей в результате их вращения исчезает компонента с роторами в (98) и (99), определяя чисто статический характер дипольного взаимодействия в градиентном неоднородном поле.

На фиг. 13 представлена схема возникновения градиентной силы F_g, действующей на магнитный диполь 6 квантона 7 в неоднородном магнитном поле магнитной системы 8, полюса которой 9 (+N) и 10 (-S) установлены под углом друг другу. Магнитный диполь 6 ориентирован вдоль силовой линии неоднородного магнитного поля и испытывает воздействие сил _g ⁺ и F_g ^- на магнитные заряды внутри квантона 7 со стороны магнитных полюсов 9 (+N) и 10 (-S) системы 8. Градиентная сила F_g является результирующей сил F_g ⁺ и F_g ^-.

На фиг. 14 представлена схема возникновения градиентной силы F_e, действующей на электрический диполь 11 квантона 7 в неоднородном электрическом поле системы электродов 12 разноименной полярности 13 (+) и 14 (-), установленных под углом друг другу. Электрический диполь 11 ориентирован вдоль силовой линии неоднородного электрического поля и испытывает воздействие сил F_e ⁺ и F_e ^- на электрические заряды внутри квантона 7 со стороны электродов 13 (+) и 14 (-) системы 12. Градиентная сила F_e является результирующей сил F_e ⁺ и F_e ^-.

Естественно, что на представленных схемах фиг. 13 и 14 квантон увеличен до размеров, чтобы можно было разглядеть взаимодействие зарядов квантона с внешними магнитными и электрическими полями. На самом деле размеры квантона очень малы и составляют порядка 10^-25 м.

Непосредственное воздействие на вакуумное поле системой неоднородных магнитных и электрических полей, представленных на фиг. 13 и 14, не является столь эффективным по сравнению с воздействием полей на рабочее тело, обладающее магнитными и электрическими (диэлектрическими) свойствами. Поскольку рабочее тело, как это было показано выше, формируется из вакуумного поля в результате его сферической деформации элементарными частицами, то реальное тело, в конечном итоге, представляет собой сгусток вакуумного поля, состоящий из большого количества квантонов, и действие системы неоднородных полей приводит к смещению квантонов в область наибольшей напряженности поля, осуществляя перераспределение квантовой плотности среды.

На фиг. 15 рабочее тело 15 находится в неоднородном магнитном поле, создаваемого магнитной системой 8 с обмоткой возбуждения 16 и полюсами 9 и 10. Форма рабочего тела 15 соответствует конфигурации магнитной системе 8, охватывающей рабочее тело с минимальным зазором. Силовые линии напряженности градиентного магнитного поля магнитной системы 8 сконцентрированы в области наибольшей напряженности поля.

Концентрация магнитного потока в области максимальной напряженности магнитного поля обусловлена неоднородностью магнитного поля, обеспечивая градиентное воздействие на квантоны внутри рабочего тела 15. Градиентные силы, воздействующие на квантоны (обозначены точками), направлены по стрелкам в область наибольшей напряженности магнитного поля, обеспечивая перераспределение квантовой плотности среды внутри рабочего тела 15. При этом квантоны смещаются в область наибольшей напряженности магнитного поля, создавая вектор деформации D₂ вакуумного поля внутри рабочего тела 15 в направлении, противоположном смещению квантонов.

На фиг. 16 рабочее тело 15 находится в неоднородном электрическом поле, создаваемого системой электродов 12 разноименной полярности 13 (+) и 14 (-), установленных под углом друг другу с минимальным воздушным зазором. Форма рабочего тела 15 соответствует конфигурации системе электродов 18, охватывающих рабочее тело. Крепление электродов 13 и 14 производится с помощью изолятора 18. Силовые линии напряженности градиентного электрического поля системы электродов 12 сконцентрированы в области наибольшей напряженности.

Концентрация электрического потока в области максимальной напряженности электрического поля обусловлена неоднородностью электрического поля, обеспечивая градиентное воздействие на квантоны внутри рабочего тела 15. Градиентные силы, воздействующие на квантоны (обозначены точками), направлены по стрелкам в область наибольшей напряженности электрического поля, обеспечивая перераспределение квантовой плотности среды внутри рабочего тела 15. При этом квантоны смещаются в область наибольшей напряженности электрического поля, создавая вектор деформации D₂ вакуумного поля внутри рабочего тела 15 в направлении, противоположном смещению квантонов.

Далее требуется объединение действий градиентных магнитных и электрических полей на рабочее тело 15. Простое совмещение фиг. 15 и 16 не даст ожидаемого результата, поскольку электрические оси квантонов ортогональны друг другу. Поэтому магнитное и электрическое поле в пространстве необходимо разнести так, чтобы их векторы напряженности также были бы ортогональны друг другу, а сами неоднородные электрические и магнитные поля были скрещивающимися.

Для неоднородных магнитных или электрических полей векторы напряженности направлены по силовым линиям и не параллельны друг другу. Поэтому об ортогональности векторов электрического и магнитного полей может идти речь как об ортогональности главных векторов напряженности. Под главным вектором напряженности имеется в виду вектор, соединяющий полюса магнитной системы или системы разнополярных электродов по наикратчайшей линии, являющейся прямой линией. В общем случае представленная картина полей является системой электрических и магнитных скрещивающейся полей.

На фиг. 17 представлено совместное воздействие магнитного и электрического полей на рабочее тело 21 в сечении при условии ортогональности векторов напряженности EH. Рассмотрим сечение фиг. 15 и 16 и повернем систему электродов 12 в пространстве на 90^o, обеспечивая скрещивание полей. В итоге получаем, что магнитные полюса 9 и 10 создают магнитное поле, главный вектор напряженности Н которого ортогонален главному вектору напряженности Е электрического поля, создаваемого электродами 13 и 14. Поскольку электроды 13 и 14 находятся под высоким электрическим напряжением, то они снабжены градиентными электродами 19, устраняющими концентрацию напряженности электрического поля на электродах с острыми кромками.

Для усиления гравитационного излучения предлагается обеспечить вращение полей системы неоднородных магнитного и электрического скрещивающихся полей. Для этого предлагается обеспечить вращение системы полей и/или самого рабочего тела 15 с частотой вращения ₁ относительно оси 17, направленной по вектору деформации D₂ вакуумного поля (фиг. 15-17). При этом возникают дополнительные силы, действующие на квантоны и определяемые роторами магнитного и электрического полей (98) и (99), обеспечивающие усиление вектора деформации D₂. В целом устройство, обеспечивающее формирование, усиление и изменение вектора деформации D₂, представляет собой активатор вакуумного поля.

Задача генерирования непрерывной гравитационной волны сводится к созданию в вакуумном поле переменного вектора деформации, изменяющегося по гармоническому закону (97). Для этого необходимо создать условия не только втягивания квантонов в область максимальной напряженности поля, но и их выталкивания, обеспечивая цикличность процесса, чередуя втягивание с выталкиванием. Это достигается тем, что вначале обеспечивается воздействие на рабочее тело 15 статического магнитного и электрического полей при питании обмотки 16 магнитной системы 8 постоянным током (или применении постоянных магнитов) и питании системы разнополярных электродов 12 постоянным напряжением. При этом обеспечивается втягивание квантонов в область максимальной напряженности поля.

Чтобы обеспечить выталкивание квантонов из области максимальной напряженности поля, необходимо убрать саму напряженность поля, например, применяя импульсное питание. Но наиболее лучшим вариантом является наложение на статическое поле, создаваемое системой неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей, дополнительной переменной гармонической составляющей на несущей частоте поля, обеспечивая периодическое втягивание и выталкивание квантонов из области максимальной напряженности рабочего тела, возбуждая в вакуумном поле гармонические гравитационные волны.

Наличие в вакуумном поле непрерывной гармонической гравитационной волны позволяет сформировать устойчивый канал связи, используя приемник гравитационный волны, идентичный источнику излучения. Для передачи полезного сигнала предлагается несущую частоту поля модулировать в самом передатчике гравитационной волны, воздействуя полем несущей частоты на рабочее тело, которое представляет собой гравитационную антенну.

При достижении гравитационной волны приемника в рабочем теле, которое выступает в качестве приемной антенны, происходит изменение электрических и магнитных свойств рабочего тела. Эти изменения свойств рабочего тела позволяют преобразовать энергию гравитационной волны в электрический сигнал. Отфильтровав электрический сигнал на резонансной частоте гравитационной волны с помощью настраиваемого колебательного контура приемника и обеспечив его детектирование, на выходе приемника гравитационной волны получают полезный электрический сигнал.

В качестве примера реализации предлагаемого способа генерирования и приема гравитационных волн на фиг. 18 представлен канал связи (дополнительно фиг. 19), работающий в широком диапазоне частот продольных гравитационных волн.

Канал связи включает передатчик 20 и приемник 21 гравитационных волн, выполненные идентичным образом и включающие гравитационную антенну 22, источники постоянного тока, источники высокого напряжения постоянного тока (на чертеже не показаны). Рабочее тело 15, магнитная система 8 и система разнополярных электродов 12 представляют собой гравитационную антенну 22. Питание системы разнополярных электродов 12 осуществляется от источника высокого напряжения постоянного тока (на фиг. 18 не показан) через клемму 23 и дроссель 24, ограничивающий поступление токов высокой частоты в источник питания. Питание магнитной системы 8 осуществляется от источника постоянного тока (на фиг. 18 не показан) через клемму 25 и индуктивный дроссель 26, ограничивающий поступление токов высокой частоты в источник питания. Кроме того, в схеме предусмотрен электропривод (на фиг. 18 не показан) для вращения рабочего тела 15.

Для создания гармонической гравитационной волны необходимо на статическое поле наложить поле переменное, способное возбуждать возвратно-поступательное движение квантонов внутри рабочего тела 15 в направлении вектора деформации вакуумного поля. Это достигается тем, что от задающего высокочастотного генератора (на фиг. 18 не показан) напряжение высокой частоты через клеммы 27 подается на высокочастотный трансформатор 28, вторичные обмотки которого 29 и 32 через конденсаторы 30 и 31 запитывают системы разнополярных электродов 12 и магнитную систему 8. Конденсаторы 30 и 31 не дают проникнуть постоянным токам от источников напряжения в высокочастотные цепи. Вторичная высоковольтная обмотка 29 высокочастотного трансформатора 28 повышает питающее напряжение на системе электродов 12 до требуемой величины. Наличие переменной составляющей электрического и магнитного полей ведет к генерированию гравитационных волн, излучаемых рабочим телом 15, непрерывный сигнал которых может быть промодулирован передаваемым полезным сигналом, используя методы амплитудной, частотной и фазовой модуляции (модулятор на чертеже не показан).

Для приема гравитационной волны служит приемник 21, в котором реализован способ приема гравитационных волн, связанный с преобразованием продольных колебаний вакуумного поля гравитационной волной в электрический сигнал в приемнике 21. Питание магнитной системы 8 и системы электродов 12 приемника 21 аналогично питанию передатчика 20. Продольная гравитационная волна от источника 20 воздействует на рабочее тело 15 приемника 21, вызывая в нем высокочастотные продольные колебания квантовой плотности среды. В дальнейшем описании квантовая плотность среды будет именоваться как плотность вакуумной упругой среды. Изменение плотности вакуумной упругой среды влияет на электрические и магнитные свойства материала рабочего тела 15, вызывая изменения в соответствии с частотой гравитационной волны. Изменения электрических и магнитных свойств материала рабочего тела ведут к возбуждению в магнитной системе и системе электродов переменной составляющей электрического и магнитного полей, индуцируя на системе электродов 12 и в обмотке магнитной системе 8 переменную составляющую электрического тока, которая через фильтрующие конденсаторы 33 и 34 подается на первичную обмотку 35 смесительного высокочастотного трансформатора 36, вторичная обмотка 37 которого и конденсатор 38 переменной емкости образуют электрический колебательный контур, который настраивается на резонансную частоту гравитационной волны. Гравитационная волна преобразуется в приемнике 21 в электрический сигнал, который снимается с клемм 39.

При наличии модулированного сигнала к выходу (клеммы 39) приемника 21 присоединяется соответствующий детектор. На схеме фиг. 18 не показаны корректирующие фазовращательные цепочки, которые необходимы в цепях с индуктивно-емкостными элементами и предназначены для совмещения фаз высокочастотных сигналов, возбуждающих обмотку магнитной системы 8, систему электродов 12 передатчика 20 и сигналов, преобразуемых приемником 21 гравитационных волн.

На фиг.19 представлена схема передачи гравитационных волн в канале связи из передатчика 20 и приемника 21. Гравитационные волны представляют собой перемещающиеся со скоростью света зоны сжатия и растяжения квантовой плотности среды в вакуумном поле в продольном направлении, характеризуясь продольным вектором деформации вакуумного поля, обозначенного стрелками. Как видно, продольная гравитационная волна существенно отличается от поперечной электромагнитной волны (фиг.10) в вакуумном поле.

Таким образом, предлагаемый способ генерирования и приема гравитационных волн является не только более эффективным по сравнению с известными, но и базируется на высоком теоретическом уровне, полностью подтверждая продольный характер гравитационных волн и убедительно обосновывая все отличительные признаки предлагаемого изобретения.

Реализация предлагаемого способа генерирования и приема гравитационных волн более подробно рассмотрена на примере двух конкретных устройств (вариантов).

По первому варианту устройство для генерирования и приема гравитационных волн (фиг. 18) включает разнесенные в пространстве приемник 20 и передатчик 21 гравитационных волн, формирующие канал связи. Приемник 20 и передатчик 21 содержат идентичные гравитационные антенны 22.

Гравитационная антенна 22 (фиг.20) включает корпус 40, рабочее тело вращения 41 с валом 42 и подшипниками 43, электродвигатель 44, состоящий из ротора 45 и статора 46, магнитную систему 8 с обмотками 47, систему разнополярных электродов 12. Рабочее тело вращения 41 гравитационной антенны 22 выполнено из ферромагнитного диэлектрического материала в виде тела вращения в форме усеченного конуса, основание которого соосно совмещено с ротором 45 электродвигателя 44. Со стороны конуса рабочего тела вращения 41 с зазором установлены магнитная система 8 с обмоткой и система разнополярных электродов 12, охватывающие конус рабочего тела вращения 41. Система разнополярных электродов 12 установлена в корпусе 40 на изоляторах 48 с низкой относительной диэлектрической проницаемостью (фторопласт и др.). Причем полюса магнитной системы 8 повернуты относительно системы разноименных электродов 12 на угол 90^o таким образом, чтобы главные векторы напряженности магнитного и электрического полей оставались ортогональными друг другу (фиг.22), образуя системы скрещивающихся электрических и магнитных полей. В качестве электродвигателя 44 использован гиромотор с внешним шихтованным ротором 45 и короткозамкнутой обмоткой 49, неподвижным шихтованным статором 46 и трехфазной обмоткой 50, питаемой от преобразователя напряжения повышенной частоты. В качестве электродвигателя 44 может быть использован любой подходящий тип электродвигателя.

Кроме того, передатчик 20 (фиг.18) гравитационных волн включает задающий высокочастотный генератор, модулятор высокочастотного генератора, источник постоянного тока, источник высокого напряжения постоянного тока (на фиг.18 не показаны), два конденсатора 29 и 31, два дросселя 24 и 26, высокочастотный трансформатор 28 с двумя вторичными обмотками. Первая вторичная обмотка 32 соединена через конденсатор 31 с магнитной системой 8. Вторая вторичная обмотка 29 соединена через конденсатор 30 с системой разнополярных электродов 12. Дроссель 24 соединяет источник высокого напряжения постоянного тока через клеммы 23 с системой разнополярных электродов 12. Дроссель 26 соединяет источник постоянного тока через клеммы 25 с обмоткой магнитной системы 8.

Приемник 21 гравитационных волн включает гравитационную антенну 22, источник постоянного тока, источник высокого напряжения постоянного тока (не показаны), колебательный контур, три конденсатора 33, 34, 38, два высокочастотных дросселя 24 и 26, высокочастотный трансформатор 36, детектор (на фиг. 18 не показан). Дроссель 24 соединяет источник высокого напряжения постоянного тока через клеммы 23 с системой разнополярных электродов 12. Дроссель 26 соединяет источник постоянного тока через клеммы 25 с обмоткой магнитной системы 8. Конденсатор 34 соединяет обмотку магнитной системы 8 с первичной обмоткой 35 высокочастотного трансформатора 36. Конденсатор 33 соединяет системы разнополярных электродов 12 с первичной обмоткой 35 высокочастотного трансформатора 36. Колебательный контур образован вторичной обмоткой 37 высокочастотного трансформатора 36 и конденсатором 38. Конденсатор 38 представляет собой конденсатор переменной емкости и служит для настройки колебательного контура на определенную резонансную частоту. Сигнал снимается с клемм 39 колебательного контура и подается на детектор и усилитель.

Устройство для генерирования и приема гравитационных волн работает следующим образом.

Передатчик 20 генерирует продольную гравитационную волну. Это достигается тем, что на рабочее тело вращения 41 гравитационной антенны 22 вначале воздействуют статическими магнитным и электрическим полями, создаваемыми магнитной системой 8 и системой разнополярных электродов 12, а затем на статическое поле накладывают переменную промодулированную составляющую от задающего высокочастотного генератора и модулятора, вызывая переменные деформации вакуумного поля внутри рабочего тела 41, которые возбуждают продольные гравитационные волны в вакуумном поле. Для усиления гравитационной волны рабочее тело вращения 41 приводят во вращательное движение от электродвигателя.

При достижении гравитационной волны приемника 21 в рабочем теле вращения 41 гравитационной антенны 22, вращающемся в статическом магнитном и электрическом поле, возбуждаемом магнитной системой 8 и системой электродов 12, в результате продольной деформации вакуумного поля происходят изменения магнитных и электрических свойств материала рабочего тела, из которого изготовлено рабочее тело вращения 41. В результате в обмотке магнитной системы 8 и на электродах системы разнополярных электродов 12 индуцируется переменная составляющая электрического тока и напряжения с частотой гравитационной волны. Колебательный контур из обмотки 37 и конденсатора 38 переменной емкости, соединенный с магнитной системой 8 и системой разнополярных электродов 12, работает в качестве фильтра, выделяя переменную составляющую сигнала. Для выделения полезного модулированного сигнала служит детектор. С детектора, в случае необходимости, полезный сигнал поступает на электронный усилитель.

По второму варианту устройство для генерирования и приема гравитационных волн (фиг. 28) включает разнесенные в пространстве передатчик 62 и приемник 70 гравитационных волн.

Передатчик 62 и приемник 70 имеют гравитационные антенны 63 и 71. Гравитационная антенна 63 является передающей, а антенна 71 является приемной. Каждая гравитационная антенна 63 и 71 снабжена рабочим телом 51 и 56, выполненным из диэлектрического и ферромагнитного материалов, имеет магнитную систему с двумя обмотками 64, 65 и 57, 58, причем обмотки 65 и 57 являются обмотками намагничивания, а обмотки 64 и 58 являются обмотками возбуждения, и имеет систему разнополярных электродов 53 и 72.

Гравитационная антенна 63 (фиг.23, 24) передатчика 62 включает рабочее тело 51, магнитную систему 52 с обмотками 64 и 65 (фиг.28), потенциальный электрод или систему разнополярных электродов 53, гиромотор 54, вращающийся относительно оси 55. Рабочее тело 51 выполнено из диэлектрического и ферромагнитного материала в виде тела вращения в форме кольца с трапецеидальным сечением, вершина которого повернута во внутрь кольца, а по поверхности кольца равномерно уложены обмотки намагничивания 65 и возбуждения 64 магнитной системы 52. Внутри рабочего тела 51 установлены потенциальный электрод или система электродов 53. Внутри кольца рабочего тела 51 установлен электропривод для вращения гравитационной антенны в виде гиромотора с внешним ротором, встроенным внутри кольца.

Гравитационная антенна 71 (фиг.25-27) приемника 70 включает рабочее тело 56, выполненное в форме четырехугольной пирамиды, со стороны вершины которой установлена магнитная система с обмотками намагничивания 57 и возбуждения 58, а внутри пирамиды и на противоположных гранях расположена система разнополярных электродов 59 и 60 с чередованием полярности между ними таким образом, чтобы векторы напряженности магнитного и электрического полей внутри пирамиды были ортогональны между собой.

Передатчик 62 (фиг.28) включает гравитационную антенну 63, задающий высокочастотный генератор 67, модулятор 68 высокочастотного генератора, источник постоянного тока, источник высокого напряжения постоянного тока (на чертеже не показаны), два высокочастотных дросселя 24 и 26, конденсатор 30, высокочастотный трансформатор 28 с тремя обмотками: первичной 66, низковольтной 32 и высоковольтной 29. Первичная обмотка 66 соединена с задающим высокочастотным генератором 67 через модулятор 68 высокочастотного генератора. Низковольтная обмотка 32 соединена с обмоткой возбуждения 65 магнитной системы 52. Высоковольтная обмотка 29 соединена через конденсатор 30 с потенциальным электродом или системой разнополярных электродов 53. Источник постоянного тока через клемму 23 и высокочастотный дроссель 24 соединен с обмоткой намагничивания 65 магнитной системы 52. Источник высокого напряжения постоянного тока через клемму 25 и высокочастотный дроссель 26 соединен с потенциальным электродом или системой разнополярных электродов 53.

Приемник 70 (фиг.28) включает гравитационную антенну 71, источник постоянного тока, источник высокого напряжения постоянного тока (на чертеже не показаны), два колебательных контура, катушку индуктивности 73, два конденсатора переменной емкости 74 и 78, два высокочастотных дросселя 24 и 26. Дроссель 24 соединяет источник постоянного тока через клемму 23 с обмоткой намагничивания 57 магнитной системы. Дроссель 26 соединяет источник высокого напряжения постоянного тока через клемму 25 с системой разнополярных электродов 72 (59 и 60). Первый колебательный контур образован катушкой индуктивности 73 и конденсатором переменной емкости 74 и соединен с системой разнополярных электродов 72. Второй колебательный контур образован из обмотки возбуждения 58 магнитной системы и конденсатора переменной емкости 78. Выходной сигнал с колебательных контуров подается на диоды 75 и 79 для детектирования и усиления усилителями 76 и 80. Усиленный сигнал снимается с клемм 77 и 81.

Выполнение гравитационной антенны 63 передатчика 62 в форме кольца с трапецеидальным сечением, вершина которого направлена во внутрь кольца рабочего тела 51 из диэлектрического и ферромагнитного материала, позволяет формировать внутри кольца тороидальное магнитное поле, отличающееся неоднородностью с максимальной напряженностью поля, направленной во внутрь кольца. Это позволяет создать внутри рабочего тела 51 силы, смещающие квантоны к центру кольца. Система электродов 53 включает потенциальный электрод, установленный внутри рабочего тела, и обмотку 52, которая заземлена, является одновременно низкопотенциальным электродом, создавая неоднородное электрическое поле внутри рабочего тела 51, под действием которого квантоны также смещаются к центру кольца. При вращении рабочего тела 51 с обмоткой 52 и системой электродов 53 с помощью гиромотора 53 вокруг оси 54 центробежные силы смещают квантоны внутри кольца к его периферии, напрягая вакуумную упругую среду. Излучение гравитационных волн антенной 63 не столь направлено и охватывает большую часть поверхности сферы, позволяя установить большое количество приемников в различных направлениях.

Выполнение гравитационной антенны 71 (фиг.25-27) приемника 70 гравитационных волн включает рабочее тело 56, обмотку подмагничивания 57, выходную обмотку 58, систему разнополярных электродов 59, систему встроенных электродов 60. Рабочее тело 56 активатора приемника 21 гравитационных волн выполнено из ферромагнитного диэлектрического материала в форме четырехугольной пирамиды, при этом со стороны вершины пирамиды установлена магнитная система с обмотками 57 и 58 и системой внешних разнополярных электродов 59, охватывающих противоположные грани пирамиды таким образом, чтобы главные векторы напряженности магнитного и электрического полей оставались ортогональными друг другу. Внутри рабочего тела 56 пирамиды установлены дополнительные электроды 60, соединенные с внешними электродами с чередованием полярности между ними с помощью шин 61.

Выполнение гравитационной антенны 71 (фиг.25-27) приемника 70 гравитационных волн в форме пирамиды позволяет сконцентрировать напряженности магнитного и электрического полей в области вершины пирамиды. Наличие внутри рабочего тела 56 гравитационной антенны множества электродов с чередующейся полярностью позволяет при малых напряжениях получать высокие напряженности электрического поля в рабочем теле пирамиды. Отсутствие вращающихся частей в гравитационной антенне позволяет изготовить ее более компактной. Особенно это важно для небольших мобильных приемников.

Устройство для генерирования и приема гравитационных волн по варианту 2 работает следующим образом.

В передатчике 62 высокочастотный модулированный передаваемый сигнал от высокочастотного генератора 67 через модулятор 68 высокочастотного генератора подается на первичную обмотку 66 высокочастотного трансформатора 28. С высокочастотного трансформатора 28 сигнал подается на гравитационную антенну 63 в результате соединения низковольтной обмотки 32 с обмоткой возбуждения 64 магнитной системы 52 и соединения высоковольтной обмотки 29 через конденсатор 30 с потенциальным электродом или системой разнополярных электродов 53 гравитационной антенны передатчика.

Предварительно на гравитационную антенну 63 передатчика 62 воздействуют статическими магнитным и электрическим полями, возбуждаемыми обмоткой намагничивания 65 и потенциальным электродом или системой разнополярных электродов 53. Для этого обмотку намагничивания 65 запитывают от источника постоянного тока через высокочастотный дроссель 24 и клемму 23, а на потенциальный электрод или систему разнополярных электродов 53 подают высокое напряжение от источника высокого напряжения постоянного тока через высокочастотный дроссель 26 и клемму 25.

В результате указанных действий в рабочем теле 51 в форме кольца (фиг. 23, 24) гравитационной антенны 63 передатчика 62 возбуждаются продольные гравитационные волны, промодулированные передаваемым сигналом. Это достигается тем, что в вакуумной упругой среде внутри кольца гравитационной антенны передатчика создаются колебания плотности вакуумной упругой среды, которые распространяются за пределы гравитационной антенны в окружающее пространство в виде гравитационной волны.

При достижении гравитационной волны гравитационной антенны 71 приемника 70 в рабочем теле 56, находящемся в статическом магнитном и электрическом полях, возбуждаемыми обмоткой 57 и системой электродов 59-60 (или 72), в результате продольной деформации вакуумной упругой среды происходят изменения магнитных и электрических свойств материала рабочего тела гравитационной антенны приемника. В результате в обмотке 58 и на электродах системы разнополярных электродов 59-60 индуцируется переменная составляющая электрического тока и напряжения с частотой гравитационной волны. Для выделения полезного сигнала служат два колебательных контура, которые настраиваются в резонанс с частотой гравитационной волны конденсаторами 74 и 78 переменной емкости. Для выделения и детектирования полезного модулированного сигнала служат диоды 75 и 79. С диодов 75 и 79 сигнал поступает на электронные усилители 76 и 80 и снимается с клемм 77 и 81.

Использование предложенного технического решения позволяет генерировать и принимать продольные гравитационные волны и создавать новые информационные каналы мобильной связи, а также для радио, телевидения и сетей "Internet"; в том числе каналов связи, проходящих сквозь проводящие среды, такие как металлические экраны, вода и земля.

Кроме того, расширение области применения предложенного технического решения позволяет: производить неразрушающий контроль металлов, композитов и материалов в различных отраслях промышленности и транспорта, а также производить контроль усталости металлов и композитов в критических режимах перед разрушением, контролировать и управлять процессами плавки и отвердевания металла в черной и цветной металлургии; осуществлять поиск полезных ископаемых в геологоразведке; прогнозировать землетрясения и другие катаклизмы в метеорологии; регистрировать гравитационные волны от космологических объектов в астрофизике и осуществлять связь с внеземными цивилизациями; проводить диагностику состояния биологических систем в медицине и биологии и применяться в лечебных и других целях.

Данное техническое решение неизвестно по доступным источникам информации и является пионерским.

Литература
1. Эйнштейн А. О гравитационных волнах. Собрание научных трудов. Том 1. - М.: Наука, 1965, стр.631-646.

2. Амальди, Пицелла Г. Поиск гравитационных волн. В кн.: "Астрофизика, кванты и теория относительности". - М:. Мир, 1982, стр.241-396, 259, 270, 280, рис.4,2.

3. Грищук Л.П., Липунов В.Н., Постнов К.А. и др. Гравитационно-волновая астрономия: в ожидании первого зарегистрированного источника. - Успехи физических наук, 2001, 1, стр.3-59.

4. Вейник А.И. Термодинамика реальных процессов. - Минск: Наука и техника, 1991, стр.387-391, рис.15 и 16.

5. Вейник А.И., Комлик С.Ф. Комплексное определение хронофизических свойств материалов. - Минск: Наука и техника, 1992, стр.24-31, рис.1,5 и 1,6.

6. Леонов B.C. Теория упругой квантованной среды. Часть 2. Новые источники энергии. - Минск: Полибиг, 1997, стр.116.

7. Леонов B. C. Четыре доклада по теории упругой квантованной среды (УКС). (Отдельное издание по материалам 6-й конференции РАН "Современные проблемы естествознания"). - С.-Петербург, 2000, стр.3-65.

8. Минковский Г. Пространство и время. В кн.: Принцип относительности. - М.: Атомиздат, 1973, стр.167-180.

9. Пуанкаре А. О динамике электрона. В кн: Принцип относительности. - М. : Атомиздат, 1973, стр.133-134.

10. Сахаров А. Д. Вакуумные квантовые флуктуации в искривленном пространстве и теория гравитации. Доклады Академии наук СССР, 1967, том 177, 1, стр.70-71.

11. Новиков И.Д. Тяготение. Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1984, стр.772.

12. Дмитриев В. П. Упругая модель физического вакуума. Известия РАН. Механика твердого тела, 1992, 6, стр.66-79.

13. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники (в трех частях). Издание шестое. - М.: Высшая школа, 1973, стр.633-637.

14. Монополь Дирака (сборник статей). - М.: Мир, 1979, стр.27.

15. Богач В.А. Гипотеза о существовании статического электромагнитного поля и его свойствах. - Дубна: Объединенный институт ядерных исследований, 1996, препринт Р13-96-463.

16. Смирнов В. И. Экспериментальная проверка гипотезы о существовании статического электромагнитного поля. - Дубна: Объединенный институт ядерных исследований, 1999, препринт Р13-99-7.

17. Неганов Б.С. О существовании в лоренцевой механике абсолютной системы отсчета. - Дубна: Объединенный институт ядерных исследований, 1998, препринт Р2-98-217.

18. Горохов В. М., Дорошкевич Е.А., Леутин В.М. Эффект деформационно-гравиметрического взаимодействия в твердых телах при их деформировании и разрушении. - Известия национальной академии наук Беларуси. Сер. физ.-тех. наук, 1998, 2, стр.107-114.

19. Puthoff H.T. Gravity as a zero-point-fluctuation force. Physical Review A, Vol 39, No 5, 1989, p.2333-2342.7

Формула изобретения

1. Способ генерирования и приема гравитационных волн, включающий формирование в вакуумной упругой среде продольных гравитационных волн, отличающийся тем, что формирование продольных гравитационных волн в вакуумной упругой среде производят путем создания перемещающихся зон сжатия и разряжения вакуумной упругой среды в заданном направлении распространения гравитационной волны, а сами зоны сжатия и разряжения вакуумной упругой среды формируют по гармоническому закону в виде синусоидального или косинусоидального изменения вектора деформации вакуумной упругой среды в заданном направлении распространения гравитационной волны за счет периодического перераспределения плотности вакуумной упругой среды внутри гравитационной антенны путем воздействия системой неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей, градиент напряженности которых также устанавливают в заданном направлении распространения гравитационной волны, при этом излучение гравитационной волны усиливают за счет применения вращающихся неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей и/или в результате вращения гравитационной антенны, канал связи формируют из идентичных передатчика и приемника гравитационных волн путем дополнительного задания модулированной несущей частоты колебаний в системе неоднородных электрических и магнитных скрещивающихся полей внутри гравитационной антенны передатчика, и последующего преобразования гравитационной волны в электромагнитный сигнал, выделяемый в гравитационной антенне приемника путем фильтрации передаваемого сигнала и его детектирования.

2. Устройство генерирования и приема гравитационных волн содержит разнесенные в пространстве передатчик и приемник, формирующие канал связи, причем передатчик и приемник содержат идентичные гравитационные антенны, включающие корпус, рабочее тело вращения, выполненное из ферромагнитного диэлектрического материала в форме усеченного конуса, установленное на валу в подшипниках в корпусе, магнитную систему с обмотками и систему разнополярных электродов, повернутых в пространстве под углом друг к другу с образованием системы скрещивающихся электрических и магнитных полей, охватывающих рабочее тело вращения гравитационной антенны с зазором, электродвигатель привода рабочего тела вращения гравитационной антенны, ротор электродвигателя соосно совмещен с валом рабочего тела гравитационной антенны, при этом передатчик дополнительно включает задающий высокочастотный генератор, модулятор высокочастотного генератора, источник постоянного тока, источник высокого напряжения постоянного тока, два конденсатора, два дросселя, высокочастотный трансформатор, одна из вторичных обмоток которого соединена через первый конденсатор с обмоткой магнитной системы, а вторая вторичная обмотка соединена через второй конденсатор с системой разнополярных электродов, при этом один из дросселей соединяет источник постоянного тока с обмоткой магнитной системы, а второй дроссель соединяет источник высокого напряжения постоянного тока с системой разнополярных электродов, приемник дополнительно включает источник постоянного тока, источник высокого напряжения постоянного тока, три конденсатора, два дросселя, один из дросселей соединяет источник постоянного тока с обмоткой магнитной системы, а второй дроссель соединяет источник высокого напряжения постоянного тока с системой разнополярных электродов, первый из конденсаторов соединяет обмотку магнитной системы с первичной обмоткой высокочастотного трансформатора, второй конденсатор соединяет систему разнополярных электродов с первичной обмоткой высокочастотного трансформатора, третий конденсатор представляет собой конденсатор переменной емкости и соединен с вторичной обмоткой высокочастотного трансформатора, образуя колебательный контур.

3. Устройство генерирования и приема гравитационных волн содержит разнесенные в пространстве передатчик и приемник, формирующие канал связи, причем передатчик и приемник содержит гравитационные антенны, одна из них передающая, а другая приемная, при этом каждая из гравитационных антенн снабжена рабочим телом из диэлектрического ферромагнитного материала, магнитной системой с двумя обмотками, одна из обмоток является обмоткой намагничивания, а вторая обмоткой возбуждения, систему разнополярных электродов, причем у передатчика гравитационная антенна имеет рабочее тело, выполненное в виде тела вращения в форме кольца с трапецеидальным сечением, вершина которого повернута во внутрь кольца, по поверхности кольца уложены обмотки намагничивания и возбуждения магнитной системы, снабжена электроприводом для вращения гравитационной антенны в виде гиромотора с внешним ротором, встроенным внутри кольца, имеет потенциальный электрод или систему разнополярных электродов, установленных внутри кольца, у приемника гравитационная антенна имеет рабочее тело, выполненное в форме четырехугольной пирамиды, со стороны вершины которой установлена магнитная система, а внутри пирамиды и на противоположных гранях расположена система разнополярных электродов с чередованием полярности между ними, таким образом, чтобы вектора напряженности магнитного и электрического полей внутри пирамиды были ортогональны между собой, кроме того, передатчик дополнительно включает задающий высокочастотный генератор, модулятор высокочастотного генератора, источник постоянного тока, источник высокого напряжения постоянного тока, два высокочастотных дросселя, конденсатор, высокочастотный трансформатор с тремя обмотками: первичной, низковольтной и высоковольтной, причем первичная обмотка соединена с высокочастотным генератором, низковольтная обмотка соединена с обмоткой возбуждения магнитной системы, высоковольтная обмотка соединена через конденсатор с потенциальным электродом или системой разнополярных электродов, а источник постоянного тока соединен через один высокочастотный дроссель с обмоткой намагничивания магнитной системы, источник высокого напряжения постоянного тока соединен через второй высокочастотный дроссель с потенциальным электродом или системой разнополярных электродов, кроме того, приемник дополнительно включает источник постоянного тока, источник высокого напряжения постоянного тока, два колебательных контура, катушку индуктивности, два конденсатора переменной емкости, два дросселя, один из дросселей соединяет источник постоянного тока с обмоткой магнитной системы, а второй дроссель соединяет источник высокого напряжения постоянного тока с системой разнополярных электродов, первый колебательный контур соединен с системой разнополярных электродов, включает катушку индуктивности и один конденсатор переменной емкости, второй колебательный контур образуется из обмотки возбуждения магнитной системы и второго конденсатора переменной емкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 10.08.2006        БИ: 22/2006

PC4A Государственная регистрация договора об отчуждении исключительного права

Дата и номер государственной регистрации договора: 03.10.2011 № РД0087934

Лицо(а), передающее(ие) исключительное право:
Леонов Владимир Семенович (RU)

Приобретатель исключительного права: Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Квантон" (RU)

(73) Патентообладатель(и):
Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Квантон" (RU)

Адрес для переписки:
Леонову В.С., ул. Толстого, 17, г. Жуковка, Брянская обл., 242700

Дата публикации: 10.11.2011

---