Беседа 7. Вещество и поле

          Коллега, однако нас окружает не только поле. Ведь наша планета Земля или, к примеру, стул на котором Вы сидите, фактически являются веществом. Не так ли?

Конечно же, так. Нас окружает не просто поле, а энергия, которая существует в виде двух реальностей: вещества и поля. Причем, значительная часть энергии движения сосредоточена в веществе (потенциальная энергия – минимальна), а в окружающем его поле эта энергия присутствует в гораздо меньшей концентрации (потенциальная энергия, наоборот, – максимальна).

Понятие «концентрация энергии» дает нам возможность судить о количестве энергии, заключенной в единице объема, то есть о плотности энергии или, как мы уже говорили, о давлении.

Но если это так, то различие между веществом и полем скорее количественное, чем качественное. А это значит, что обе эти реальности должны подчиняться одним и тем же законам. И первым подтверждением этому служит тот факт, что в определении энергии поля и вещества обязательно присутствует масса.

Почему? Ответ на этот вопрос получен благодаря Закону инерции Галилея (1564-1642), впервые описанному им в своем труде «Беседы о двух новых науках».

Чтобы увеличить (в общем случае – изменить) количество энергии в любом ограниченном пространстве, необходима дополнительная энергия (попробуйте заставить двигаться груженую тележку или чугунный шар, которые, как и всё прочее, занимают определённое пространство). Иными словами, любой пространственный сгусток энергии как бы сопротивляется изменению своей плотности. Эта сопротивляемость называется инертностью или просто – инерцией. Мерой этой инерции является масса. Значит, масса является всего лишь мерой инертности соответствующего сгустка энергии.

Первым на эквивалентность массы и энергии указал Н. А. Умов в работе «Теории простых сред» (1873), затем Д. Д. Томсон (1881) и О. Хевисайд (1890) придали этому определению современный смысл: W = mc^2.

          Коллега, это понятно. Но нас интересует связь между веществом и полем.

Сейчас мы увидим и эту связь. Для этого проведём мысленный опыт.

Представим для начала твёрдое вещество любой формы и начнем подводить к нему энергию. Поглощая подводимую энергию, вещество будет нагреваться и, в некоторый момент, из твердого состояния превратится в жидкость.

Продолжая этот опыт, мы станем свидетелями, как вещество из жидкости превратится в газ. Когда температура (мы помним, что вещество, поглощая энергию, нагревается) достигнет достаточно высокого значения, все молекулы газа распадутся на отдельные атомы, а затем начнется процесс ионизации и газ превратится в четвертое состояние – плазму, состоящую из положительно заряженных ионов и свободных электронов, оторванных от атомов.

Итак, поглощаемая веществом энергия последовательно переводила его из одного состояния в другое (твердое, жидкое, газообразное, плазма).

Однако возникает естественный вопрос: а может ли вещество бесконечно поглощать энергию?

Здравый смысл однозначно подсказывает, – нет. Значит, наш опыт должен завершиться таким состоянием вещества, когда подводимая энергия уже не поглощается, а свободно пронизывает его, не задерживаясь в нем. Наше «вещество» должно стать для дополнительной энергии практически «прозрачным». Вот это состояние и называется полем.

Первоначально наше вещество было реально ощутимо. В результате опыта оно поглотило дополнительную энергию. Но несоизмеримо увеличилось и занимаемое этой энергией пространство, в котором вещество как бы растворилось. Однако энергия и масса вещества не исчезли, они превратились в энергию и массу поля.

Если мы рассмотрим обратный процесс, то выясним, что поле, отдавая свою энергию, рождает элементарные частицы, из которых состоит плазма. Та, в свою очередь, теряя энергию, рождает атомы, из которых образуется газ и так далее.

Однако вновь возникает естественный вопрос: а может ли вещество бесконечно отдавать свою энергию?

Здравый смысл и теперь однозначно подсказывает, – нет. Значит, и этот опыт должен завершиться таким состоянием вещества, которое уже не может излучать энергию.

Что же это за состояние?

Вещество в этом состоянии, несомненно, существует. Значит, существует и энергия, но она замкнута в определенном пространстве и не может его покинуть (ведь мы не можем ее отобрать). Такая ситуация  возможна лишь в том случае, когда скорость выхода энергии за пределы пространства превышает скорость света. А это значит, что даже свет не может выйти за пределы нашего сгустка. Такое состояние мы называем «чёрной дырой».

          Коллега, однако, Вы ничего не сказали о материи.

Всё, о чём мы здесь говорили, мой друг, есть материя, ибо материально и вещество, и поле. Эти две материальные среды, конечно же, отличаются друг от друга, но их объединяет ЭНЕРГИЯ. Поэтому, именно энергия является основой всего сущего и проявляется в различных формах материи.

Однако, не всё так просто, ибо многие воспринимают в качестве материи не среду, основой которой является ЭНЕРГИЯ, а (цитирую) «объекты и тела природы» (не только непосредственно наблюдаемые, но и все те, которые в принципе могут быть познаны в будущем на основе совершенствования средств наблюдения и эксперимента). Заметьте, «объекты» и «тела», которые у многих ассоциируются с «массой». А ведь, мы с Вами уже знаем, что МАССА всего лишь мера инертности сгустка ЭНЕРГИИ.

          Коллега, теперь позвольте два слова об упомянутой Вами чёрной дыре. В 60-х годах прошлого века астрофизики Зельдович и Новиков предсказали, что, падая на чёрную дыру, газ будет испускать мощное рентгеновское излучение. А в 1972 году астроном Джиаккони действительно зарегистрировал рентгеновское излучение, приходящее от объекта Лебедь X-1 (находится на расстоянии 14 тыс. св. лет от Земли), подтвердив тем самым предсказание о существовании чёрных дыр.

С результатами эксперимента астронома Джиаккони, не поспоришь. Однако причина здесь совсем иная, ибо «газ излучает» мощное рентгеновское излучение вовсе не потому, что падает на «чёрную дыру», как считают многие астрофизики. Приближаясь к «чёрной дыре» извне, этот газ (как и всё сущее) ускоряется в её потенциальном поле до скорости света и «испаряется» в ФОТОНЫ, которые, обогнув по орбите «чёрную дыру», возвращают пришедшую с газом энергию внешнему полю.

Получается, что «чёрная дыра» практически ничего не поглощает, ибо всё отражает обратно. Поэтому, её больше пристало называть «белой дырой».

Теперь важно заметить, что «чёрные дыры» бывают двух видов.

1. Это может быть ядро атома или сверхмассивный сгусток энергии в центре нашей Галактики.
Приближаясь к такой «чёрной дыре» извне, ФОНОНЫ (или гравитоны – как кому нравится) ускоряются в её потенциальном поле до скорости света и «испаряются» в ФОТОНЫ. А те, в свою очередь, обогнув по орбите «чёрную дыру», возвращают энергию полю.

2. Это может быть наша Метагалактика (видимая нами часть Вселенной).
Здесь, наоборот, ФОТОНЫ, перемещаясь внутри Метагалактики, теряют свою энергию до минимально возможной массы кванта и «конденсируются» в ФОНОНЫ, которые теперь начинают своё движение к центру того потенциального поля, в котором они «родились».

И в первом, и во втором случае мы наблюдаем всеобщий «круговорот энергии».