Albert Einstein
Elie Cartan
Myron W. Evans1
Einstein, Cartan a Evans Zaˇ c´ atek nov´ eho vˇ eku ve fyzice?
Horst Eckardt, Mnichov, Nˇ emecko Laurenc G. Felker, Reno, Nevada, USA [origin´ aln´ı nˇ emeck´ yˇ cl´ anek byl publikov´ an online na: http://www.borderlands.de/inet.jrnl.php3]
1
Abstrakt
Aˇckoliv se fyzikov´e v´ıce neˇz p˚ ul stolet´ı marnˇe snaˇzili obs´ahnout vˇsechny pˇr´ırodn´ı s´ıly v jednu sjednocuj´ıc´ı teorii, fyzik´aln´ı chemik Myron W. Evans nyn´ı uspˇel. Z´akladem mu byly fundament´aln´ı myˇslenky Alberta Einsteina a Elieho Cartana. Ve sv´e teorii pouˇzil samotnou geometrii ˇcasoprostoru jako zdoje vˇsech pˇr´ırodn´ıch sil. Tak jak Einstein nahl´ıˇzel na gravitaci jako na zakˇriven´ı ˇcasoprostoru, nov´a teorie oznaˇcuje elektromagnetizmus jako stoˇcen´ı nebo ot´aˇcen´ı ˇcasoprostoru. Moˇzn´e vz´ajemn´e interakce mezi gravitac´ı a elektromagnetizmem – jejichˇz moˇznost je vylouˇcena v nynˇejˇs´ı uzn´avan´e fyzice – vedou k pˇredpovˇedi nov´ ych fyzik´aln´ıch jev˚ u, kter´e by mohly b´ yt vyuˇzity pˇri v´ yrobˇe energie ze zakˇriven´ı ˇcasoprostoru. 1
2
´ Uvod
Po stalet´ı fyzikov´e a filosofov´e hledali jednotn´ y popis vˇsech pˇr´ırodn´ıch jev˚ u. Nyn´ı v´ıme, ˇze na submikroskopick´e kvantov´e u ´ rovni se svˇet chov´a odliˇsnˇe od naˇs´ı kaˇzdodenn´ı zkuˇsenosti tj. z makroskopicˇ nesluˇciteln´a s kvantovou teorii. Proto se k´eho hlediska. Konkr´etnˇe, gravitaˇcn´ı teorie byla dosavad pˇredpokl´adalo, ˇze kdyˇz gravitace bude moci b´ yt sjednocena s kvantovou teori´ı, tak to pˇrinese u ´ plnˇe nov´ y n´ahled na skuteˇcnost. Nyn´ı se jev´ı, ˇze tohoto sjednocen´ı se podaˇrilo dos´ahnout, ale n´e zp˚ usobem pˇredpokl´adan´ ym pˇredeˇslou generac´ı vˇedc˚ u. Toto sjednocen´ı pˇredpov´ıd´a fundament´alnˇe nov´e efekty ˇ mimo jin´e, - napˇr´ıklad z´ısk´av´an´ı energie bez potˇreby dod´av´an´ı jin´e vstupn´ı energie. Tato pˇredpovˇed, otevˇrela velk´ y z´ajem v profesn´ım i vˇedeck´em kruhu. My nyn´ı pˇr´ıbl´ıˇz´ıme p˚ uvod tohoto sjednocen´ı. Albert Einstein v roce 1915 publikoval teorii gravitaˇcn´ıho p˚ usoben´ı; nazval ji teorie obecn´e relativity a do dnes poskytuje z´aklad pro naˇse detailn´ı porozumˇen´ı a zkoum´an´ı vesm´ıru. V roce 1905 Einstein jiˇz vytvoˇril speci´aln´ı teorii relativity, jeˇz spoˇc´ıv´a na dobˇre zn´amem postul´atu konstantn´ı rychlosti ˇc´ıˇren´ı svˇetla ve vakuu. Bˇehem posledn´ıch tˇriceti let (pˇribliˇznˇe od roku 1925 do roku 1955) sv´eho ˇzivota se Einstein zab´ıval hled´an´ım jeˇstˇe obs´ahlejˇs´ı sjednocen´e teorie, kterou by mohl pokr´ yt vˇsechny zn´am´e s´ıly, ale sv´eho c´ıle nedos´ahl. V dvac´atych letech dvac´at´eho stolet´ı vˇetˇsina fyzik˚ u upˇrela pozornost na kvantovou mechaniku a ne na obecnou relativitu. Skuteˇcnost, ˇze kvantov´a mechanika je konzistentn´ı pouze se speci´aln´ı teotii relativity a ne s obecnou, byla pˇrehl´ıˇzena a nebo ignorov´ana. Nav´ıc, zat´ım co kvantov´a mechanika byla u ´ spˇeˇsn´a v popisu elektronov´eho obalu atom˚ u; nen´ı vhodn´a teorie pro velmi vysok´e hustoty jak´e se vyskytuj´ı uvnitˇr atomov´ ych jader. Dalˇs´ı v´ yznaˇcn´ y pˇr´ınos smˇerem ke sjednocuj´ıc´ı teorii v dvac´at´em stolet´ı se pˇrez rozˇs´ıˇren´ı formalizmu kvantov mechaniky stalo sjednocen´ı elektomagnetizmu se slabou nukle´arn´ı silou. Gravitace zbyla do dneˇska jako s´ıla stoj´ıc´ı mimo tzv. standarn´ıho modelu ˇca´sticov´e fyziky. Elie Cartan je m´enˇe zn´am´ı neˇz Einstein. Byl to francousk´ y matematik, kter´ y si vymˇen ˇ oval myˇslenky s Einsteinem t´ ykaj´ıc´ı se mnoha detail˚ u obecn´e relativity. Cartan˚ uv origin´aln´ı n´ahled spoˇc´ıval v tom, ˇze elektomagnetizmus by mohl b´ yt odvozen z diferenci´aln´ı geometrie (z geometrie ˇcasoprostoru) vice ˇci m´enˇe paralelnˇe s Einsteinov´ ym pˇr´ıstupem pro gravitaci. Aˇckoliv u ´ spˇeˇsn´e sjednocen´ı nebylo dosaˇzeno Cartanem ani Einsteinem, sjednocen´ı bylo koneˇcnˇe zavrˇseno v roce 2003 Myronem W. Evansem, kter´ y jako fyzik´aln´ı chemik pˇrinesl ˇcerstv´ y pohled na problematiku. Evans byl nositelem nˇekolika akademick´ ych profes˚ ur ve Velk´e Brit´anii a v USA, pˇred t´ım, neˇz se jich byl nucen vzd´at pro svuj nov´ y a neortodoxn´ı pohled, a nyn´ı pracuje jako soukrom´ı vˇedec ve sv´em rodn´em Welsu. Odtud vede ,,Alpha Institut for Advanced Study” (AIAS), kter´ y prezentuje jeho ideje veˇrejnosti jako ,,word-wide” pracovn´ı skupina. Popul´arn´ı vˇedeck´e prezentace ˇ jsou obsaˇzeny v [3]. Posledn´ı dobou soustˇreduje svoji pozornost na pr´aci t´ ykaj´ıc´ı se vyroby energie z vakua – t´ema kter´emu se uzn´avan´a vˇeda vyh´ yb´a. Internetov´e str´anky skupiny AIAS vytv´aˇr´ı velik´ y z´ajem, to ukazuj´ı statistiky ve st´al´em n´ar˚ ustu pˇr´ıstup˚ u na jejich internetov´e str´anky [4]. Mnoho tˇechto pˇr´ıstup˚ u bylo ze svˇetovˇe zn´am´ ych univerzit a v´ yzkumn´ ych zaˇr´ızen´ı.
3
ˇ ri pˇ Ctyˇ r´ırodn´ı s´ıly
K pochopen´ı sjednocen´ı mus´ı kaˇzd´ y zaˇc´ıt se znalostmi veliˇcin, kter´e maj´ı b´ yt sjednoceny. Ve fyzice je ˇsiroce akceptov´ano, ˇze vˇsechny interakce v pˇr´ırodˇe jsou projevem ˇctyˇr z´akladn´ıch sil. My si je struˇcnˇe pop´ıˇseme n´asledovnˇe: 1. Zd´anlivˇe oddˇelen´e silov´e u ´ˇcinky elektˇriny (generovan´e elektrostatick´ ym n´abojem) a magnetizmu byly sjednoceny v 19. stolet´ı ponejv´ıce Faradayem a Maxwellem. Dnes toto p˚ usoben´ı souhrnˇe naz´ıv´ame elektromagnetizmus nebo t´eˇz elektromagnetick´e pole. 2
2. Slab´a jadern´a s´ıla je zodpovˇedn´a za radioaktivn´ı rozpad. Podle standartn´ıho modelu fyziky element´arn´ıch ˇca´stic je slab´a interakce zprostˇredkovan´a W- a Z-bosony, coˇz jsou ,,virtu´aln´ı ˇca´stice”. Takt´eˇz neutrino je zahrnuto do slab´e interakce. Bylo prok´az´ano, ˇze slab´a s´ıla je stejn´eho p˚ uvodu jako elektomagnetick´a pˇri velmi velk´ ych energi´ıch. Proto m˚ uˇzeme ˇr´ıci, ˇze tyto dvˇe s´ıli jsou jiˇz sjednoceny. 3. Siln´a jadern´a s´ıla drˇz´ı protony a neutrony pohromadˇe. Je tvoˇrena kombinac´ı gluon˚ u a kvark˚ u. Pˇr´ım´ y experiment´aln´ı d˚ ukaz jejich existenci vˇsak zat´ım nepotvrdil. 4. Gravitace je ˇctvrtou fundament´aln´ı silou, kter´a se ale nehod´ı do teoretick´eho obrazu pˇredch´azej´ıc´ıch tˇrech sil. Je pokl´adan´a (d´ıky Einsteinovˇe obecn´e teorii relativity) za zakˇriven´ı ˇcasoprostoru, coˇz nekoresponduje s klasick´ ym pojet´ım s´ıly. Na druhou stranu obecn´a teorie relativity byla do dnes velmy dobˇre experiment´alnˇe testov´ana, a proto nikdo nepochybuje o jej´ı platnosti.
4
Sjednocen´ı
Kdyby byl d´an jednotn´ y popis a formalizmus pro tyto velmi odliˇsn´e s´ıly mˇelo by to za n´asledek mnoho nov´ ych teoretick´ ych pˇr´ıstup˚ u a praktick´ ych aplikac´ı. Nav´ıc by mohlo b´ yt pˇredpovˇezeno a vyuˇzito vz´ajemn´e p˚ usoben´ı tˇechto sil – coˇz nynˇejˇs´ı vˇeda nebere v u ´ vahu. Jak uvid´ıme pozdˇeji, takov´e interakce otev´ıraj´ı nov´e moˇznosti pro v´ yrobu energie. Pˇri dneˇsn´ım pohledu na nezadrˇziteln´ y n´astup energetick´e krize, tak pr´avˇe tato ˇca´st sjednocen´ı m˚ uˇze sehr´at nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı roly. Prvn´ı tˇri s´ıly se uplatˇ nuj´ı v kvantov´e fyzice (fyzika mikrosvˇeta) zat´ım co ˇctvrt´a s´ıla (gravitace) je pouˇziteln´a na vˇsech rozmˇerov´ ych ˇsk´al´ach. Proto je hlavn´ı probl´em sjednotit obecnou relativitu s kvantovou mechanikou. St´avaj´ıc´ı vˇeda zkoum´a tˇri z´akladn´ı cesty, kter´e by mohly v´est ke k´ yˇzen´emu v´ ysledku: 1. Zahrnout obecnou relativitu do kvantov´e fyziky. Zde je nepˇrekonateln´a obt´ıˇz v tom, ˇze ˇcas je v kvantov´e fyzice br´an jako jedineˇcn´ y spojit´ y parametr, kter´ y je nesluˇciteln´ y s kvantov´an´ım prostorov´ ych souˇradnic (nebo vz´alenost´ı). 2. Kvantizace obecne relativity. Matematick´ y formalizmus pro tento pˇr´ıstup je bezv´ ychodn´ y a nepouˇziteln´ y k proveden´ı experiment´aln´ıho potvrzen´ı. 3. Nalezen´ı u ´ plnˇe nov´e teorie, ze kter´e by dosavadn´ı teorie vypl´ yvaly. Rozliˇcn´e ,,teorie strun” m˚ uˇzou b´ yt pˇr´ıkladem, ale ty vyˇzaduj´ı nefyzik´aln´ı v´ıce rozmˇern´ y prostor (N > 10) a nav´ıc zat´ım nepˇrinesly ˇza´dn´e testovateln´e pˇredpovˇedi. ˇ sen´ı pˇriˇslo pˇrekvapivˇe z neoˇcek´avan´eho smˇeru. Rozˇs´ıˇren´ım Einsteinovy teorie geometrick´ Reˇ ymi prvky (kter´e navrhnul Cartan) se podaˇrilo Evansovy uk´azat, ˇze vˇsechny ˇctyˇri z´akladn´ı s´ıly jsou odvoditeln´e z jedn´e obs´ahlejˇs´ı teorie. To pˇredstavuje dlouho oˇcek´avanou sjednocenou teorii pole. Evans˚ uv pˇr´ıstup pˇresnˇe neodpov´ıd´a ˇza´dn´emu z moˇzn´ ych pˇr´ıstupu, aˇckoliv je nejbliˇzˇs´ı tˇret´ımu z pˇredch´azej´ıc´ıho v´ yˇctu.
5
Z´ aklady pro Evansovu teorii
K pochopen´ı z´aklad˚ u Evansovy teorie mus´ıme pohl´ednout na prvotn´ı myˇslenky Einsteinovi teorie relativity. Einstein postuloval, ˇze pˇr´ıtomnost hmoty nebo energie v prostoru (kter´e jsou vz´ajemnˇe 3
zamˇeniteln´e podle zn´am´e rocnice E = mc2 ) pozmˇen ˇ uje geometrii tohoto prostoru. Z pohledu pravo´ uhl´eho souˇradn´eho syst´emu (Euklidovsk´eho) se ,,vytv´aˇr´ı” zakˇriven´ı prostoru (nebo pˇresnˇeji ˇcasoprostoru). Toto m˚ uˇzeme pˇr´ımo vyj´adˇrit vzorcem R = kT
(1)
kde R vyjadˇruje (tenzor) zakˇriven´ı, T je (tenzor) hustoty energie a k je konstanta u ´ mˇernosti. Lev´a strana rovnice pˇredstavuje geometrii, prav´a strana fyziku. Einstein tedy pouˇzil kˇrivoˇcar´e souˇradnice, kter´e poch´azely od matematika Riemanna. Z t´eto rovnice vypl´ yv´a, ˇze ˇcasoprostor je 4-rozmˇern´e kontinuum (nebo varieta - coˇz rozumˇejme jako n´aˇs zakˇriven´ y ˇcasoprostor) jej´ıˇz zakˇriven´ı pociˇtujeme jako s´ılu (jmenovitˇe gravitaˇcn´ı). Kupodivu Einsteinova rovnice nevyuˇz´ıv´a vˇsechny moˇzn´e vlastnosti Riemannovy geometrie. Je zjevn´e, ˇze R popisuje pouze intrinsick´e zakˇriven´ı variety; jin´ ymi slovy, je limitov´ana pouze k popisov´an´ı vektor˚ u, kter´e leˇz´ı zcela uvnitˇr variety (Obr. 1A).
Obr. 1: Zakˇ riven´ı a torze. V kontrastu s t´ımto, Cartan bral v u ´ vahu i extrinsick´e zakˇriven´ı. To znamen´a, ˇze vektor se m˚ uˇze tak´e v kaˇzd´em bodˇe variety mˇenit v teˇcn´e rovinˇe k varietˇe (Obr. 1B). Cartan uk´azal, ˇze extrinsick´e zakˇriven´ı ˇcasoprostoru m˚ uˇze b´ yt br´ano jako reprezentace elektromagnetizmu tak jak ho popisuj´ı Maxwellovy rovnice. Naneˇstˇest´ı Eintein pouˇzil matematick´ y kocept tenzorov´eho pole, coˇz matematicky zkomplikovalo geometrick´ y koncept Cartana. Cartan pouˇzil tzv. ,,tetr´adu” k reprezentaci extrinsick´eho zakˇriven´ı na varietˇe. V pˇr´ıpadˇe 3-D se toto redukuje na Kart´ezk´e souˇradnice tj. ,,tri´adu”. ˇ ceno v´ıce exaktnˇe tetr´ada urˇcuje v kaˇzd´em bodˇe Riemanovy variety jej´ı teˇcn´ Reˇ y prostor. Takov´ım to zp˚ usobem m˚ uˇzeme um´ıstit v kaˇzd´em bodˇe naˇseho zakˇriven´eho prostoru Euclidovsk´ y teˇcn´ y prostor (tzv. z´akladn´ı prostor), kter´ y velmi zjednoduˇsuje popis a vizualizaci fyzik´aln´ıch proces˚ u (Obr. 2). Na vzdory Einsteinova a Cartanova pˇr´ınosu nebyla jednotn´a teorie zformulov´ana. Chybˇel totiˇz experiment´aln´ı u ´ daj jak rozˇs´ıˇrit Maxwellovu teorii zp˚ usobem konsistentn´ım s obecnou relativitou a Cartanov´ ym rozˇs´ıˇren´ım. Z´asadn´ı ind´ıcie byla nalezena Evansem okolo roku 1990 ve spinorov´em poly neboli v poly B (3) . Pˇresvˇedˇciv´ y empirick´ y efekt, inverzn´ı Faraday˚ uv jev (IFE), coˇz je zmagnetov´an´ı l´atky kruhovˇe polarizovan´ ym elektromagnetick´ ym z´aˇren´ım, byl prvnˇe pozorov´an v roce 1964. Tento jev nemohl b´ yt vysvˇetlen Maxwell-Heavisidovou elektrodynamikou, kromˇe moˇznosti ad-hoc zaveden´ı materi´alov´eho tenzoru. Nicm´enˇe Evans v roce 1992 byl schopen odvodit IFE pˇr´ımo z prvn´ıch princip˚ u (obecn´a kovariantn´ı sjednocen´a teorie pole, kter´a zahrnuje obecnou teorii relativity) a takto odvodit existenci dˇr´ıve zn´am´e ˇca´sti magnetick´eho pole – B (3) pole. 4
Obr. 2: Teˇ cn´ a rovina k jednomu bodu na zakˇ riven´ e ploˇ se (pouze 2D pˇ r´ıpad). B (3) je obecnˇe relativistick´a korekce ke klasick´e elektrodynamice. Je to nˇeco analogick´eho k obecnˇe relativistick´e korekci Newtonovy gravitaˇcn´ı teorii, kter´a byla potˇrebn´a k vysvˇetlen´ı st´aˇcen´ı perihelia Merkuru. ˇ ısla indexu – (1), (2) a (3) – odpov´ıdaj´ıc´ı tzv. kruhov´e b´azy; a smˇery polarizace B (1) a B (2) C´ odpov´ıdaj´ı smˇer˚ um pole kolm´eho na smˇer ˇs´ıˇren´ı elektromagnetick´e vlny (transverz´aln´ı smˇer). Tud´ıˇz polarizaˇcn´ı index mus´ı b´ yt zahrnut do Maxwellovych rovnic. Tento index polarizace odpov´ıd´a tetr´adˇe a q v obr´azku 2. Koneˇcnˇe dosp´ıv´ame k Evansovu postul´atu, ˇze geometrick´a reprezentace potenci´alu elektromagnetick´eho pole A by mˇela splˇ novat Aa = A(0) q a
(2)
kde Aa je 4x4 matice celkov´eho elektromagnetick´eho potenci´alu a A(0) je konstanta u ´ mˇernosti. Elektrick´e a magnetick´e pole vyplyne pˇr´ımo z Cartanova vyj´adˇren´ı pro torsi (skroucen´ı) T a : F a = A(0) T a
(3)
Pˇri tomto formalizmu je elektomagnetizmus u ´ plnˇe pˇriˇrazen ke geometrick´e torsi ˇcasoprostoru. Celkov´ y obraz sjednocen´ı elektromagnetizmu a gravitace vyˇzaduje jak Riemanovo zakˇriven´ı tak Cartanovu torsi. Intrinsick´e zakˇriven´ı urˇcuje zakˇriven´ı a extrinsick´e zakˇriven´ı (tj. torze) urˇcuje elektromagnetick´e pole. Toto je detailnˇe zachyceno vhodnou rovnic´ı pole v reprezentaci RiemanovyCartanovy reometrie. Tato teorie je nyn´ı nazv´ana Einstein-Cartan-Evans (ECE) teorie, podle jmen jej´ıch autor˚ u.
6
Sjednocen´ı se slabou a silnou silou
Co zb´ yv´a jeˇstˇe popsat je jak jsou reprezentov´any zbyl´e dvˇe fundament´aln´ı s´ıly v ECE teorii. Jestliˇze budete analyzovat rovnici teorie, stoj´ı za zmiˇ nku, ˇze je formulovan´a na teˇcn´em prostoru k Riemanovˇe varietˇe. Poˇcet b´azov´ ych vektor˚ u tohoto prostoru m˚ uˇze b´ yt volen libovolnˇe, nemus´ı b´ yt 4-rozmˇern´ y. To n´am nab´ız´ı moˇznost zvolen´ı takov´e b´aze, kter´a je vhodn´a pro popis kvantov´eho dˇeje (napˇr. spinu elektronu). Kromˇe toho Evans odvodil z Cartanovy geometrie vlnovou rovnici, kter´a je v principu neline´arn´ı vlastn´ı rovnic´ı. Za urˇcit´ ych aproximativn´ıch pˇredpoklad˚ u se tato rovnice st´av´a line´arn´ı a jej´ım ˇreˇsen´ım jsou rovnov´aˇzn´e diskr´etn´ı stavy. To jsou kvanta toku energie v kvantov´e mechanice. Vˇsechny kvantovˇe-mechanick´e teorie (ku pˇr´ıkladu Dirakova elektronov´a teorie, popisuj´ıc´ı spin elektronu a existenci pozitronu) a siln´a a slab´a interakce m˚ uˇzou b´ yt odvozeny touto cestou jako specieln´ı pˇr´ıpad ECE teorie. 5
Jestliˇze porovn´ame tento v´ ysledek se tˇremi konvenˇcn´ımi sjednocuj´ıc´ımi cestami (viz. v´ıˇse), je vhodn´e poznamenat, ˇze ˇza´dn´a nebyla pouˇzita. Nov´a teorie pˇredpov´ıd´a kvantov´e jevy bez jak´ ychkoliv pˇredpoklad˚ u (postul´at˚ u kvantov´e fyziky). Prvn´ı dvˇe s´ıly (elektromagnetick´a a slab´a s´ıla) jsou zkombinov´any. Uk´azalo se ˇze tˇret´ı a ˇctvrt´a se daj´ı za jist´ ych pˇredpoklad˚ u t´ake odvodit z ECE teorie. Mˇeli bychom poznamenat, ˇze vlastnˇe ˇza´dn´e prav´e ,,fundament´aln´ı s´ıly” nexistuj´ı jelikoˇz vˇse vychaz´ı pˇr´ımo z geometrie.
7
D˚ usledky pro kvantovou fyziku
Hlavn´ım d˚ usledkem je, ˇze kvantov´a teorie ve sv´e nynˇejs´ı formˇe neodpov´ıc´a obˇektivn´ımu popisu pˇr´ırody. Konkr´etnˇe Heisenbergova interpretace a princip korespondence nejsou sp´avn´e. ECE verze kvantov´e fyziky spoˇc´ıv´a na klasick´em plnˇe deterministick´em z´akladu, tud´ıˇz kvantov´a neurˇcitost nehraje ˇza´dnou roly. Nicm´enˇe rovnice kvantov´e mechaniky (napˇr´ıklad Schr¨oedingerova rovnice) jsou v poˇra´dku a popisuj´ı klasick´e statistick´e procesy. Byl by to d˚ ukazem vyvracej´ıc´ım platnost ECE teorie, kdyby nepˇredpov´ıdala dosavadn´ı v´ ysledky kvantov´e teorie, protoˇze rovnice kvantov´e mechaniky byly experiment´alnˇe potvrzeny jiˇz tis´ıckr´at. Evans tak´e argumentuje, ˇze Heisenbergovy relace neuˇcitosti vznikly pouze neporozumˇen´ım a nejsou ospravedlniteln´e. Vˇsechny fyzik´aln´ı hmotn´e body teorie pole jsou vlastnˇe hustoty – tj. kvanta energie/hmoty rozprostˇren´e po cel´em obˇemu vesm´ıru. Ptoro Plankovo kvantum minim´aln´ı akce je odvozeno z obˇemu, napˇr´ıklad z obˇemu mˇeˇr´ıc´ıho pˇr´ıstroje, ve kter´em jsou mˇeˇreny dvˇe komplement´arn´ı promˇen´e (tj. poloha a hybnost nebo energie a ˇcas). V´ ysledek se m˚ uˇze st´at libovolnˇe mal´ y, tj. neurˇcitost m˚ uˇze b´ yt aˇz o nekolik ˇra´d˚ u menˇs´ı neˇz se p˚ uvodnˇe pˇredpokl´adalo. Element´arn´ı ˇca´stice proto nejsou v´ yluˇcnˇe ani vlnov´e ani korpuskul´arn´ı povahy, ale maj´ı obˇe tyto vlastnosti najednou. Toto zn´ı fantasticky na fyzik´aln´ı teorii, ale pr´avˇe toto jiˇz bylo mˇeˇreno pˇred nˇekolika lety [5]. Toto experiment´aln´ı vyvr´acen´ı platnosti relac´ı neurˇcitosti bylo uzn´ano i st´avaj´ıc´ı fyzik´aln´ı komunitou.
Obr. 3: Sch´ ema Aharonova-Bohmova jevu. Dalˇs´ım pˇr´ıkladem jevu, kter´ y bylo dˇr´ıve obt´ıˇzn´e vysvˇetlit, povaˇzujeme Aharon˚ uv-Bohm˚ uv efekt. Je to dvouˇstˇerbynov´ y experiment, ve kter´em elektrony vytv´aˇr´ı interferenˇcn´ı obrazec na st´ın´ıtku. V m´ıstˇe mezi ˇstˇerbinami (v difrakˇcn´ı oblasti) je uzavˇren´a toroid´aln´ı c´ıvka. Magnetick´ y obvod je 6
uzavˇren uvnitˇr c´ıvky. Pˇri zapnut´em a vypnut´em obvodu s c´ıvkou vidime rozd´ıln´e interferenˇcn´ı obrazce. Uzavˇren´ y magnetick´ y obvod tak m´a kupodivu vliv na elektronov´ y paprsek aˇckoliv ten nebyl pod pˇr´ım´ım vlivem magnetick´eho pole c´ıvky. Toto se jev´ y jako kvantovˇe-mechanick´a ,,akce na d´alku”, coˇz pˇrineslo mnoho zmatk˚ u a nevyˇrˇcen´ ych spekulac´ı. Tento probl´em je v ECE teorii ˇreˇsen n´asledovnˇe. Magnetick´e pole v c´ıvce vytv´aˇr´ı ˇcasovˇeprostorov´ y ,,v´ır” kter´ y pronik´a do prostoru ven z c´ıvky samotn´e. Silov´ y efekt tohoto v´ıru (tj. efekt vektorov´eho potenci´alu A) je schopen ovlivnit elektronov´ y svazek. Takto, zd´anliv´a ,,akce na d´alku” je form´alnˇe redukov´ana na kauz´alnˇe lok´aln´ı (objektivn´ı) deterministick´ y jev. Evans poznamen´av´a, ˇze torze je vˇzdy doprov´azena i zakˇriven´ım. Tak jako zakˇr´ıven´ı je projevem pˇr´ıtomnosti hmoty (gravitaˇcn´ı) tak i spin jak´ekoliv element´arn´ı ˇca´stice mus´ı pˇrisp´ıvat svou hodnotou k jej´ı hmotˇe (gravitaˇcn´ı). O neutrinu je toto zn´am´e jiˇz z experimentu, i kdyˇz standartn´ı model zde selh´av´a. Takt´eˇz foton mus´ı vlastnit gravitaˇcn´ı hmotu, ta je ale extr´emnˇe mal´a a jej´ı hodnota leˇz´ı pod st´avaj´ıc´ım detekˇcn´ım limitem.
8
D˚ usledky pro technologii
Nov´e teorie tipicky vedou k praktick´ ym aplikac´ım nejdˇr´ıve za mnoho let. V pˇr´ıpadˇe jadern´e f˚ uze nadˇeje, ˇze budeme schopni produkovat uˇziteˇcnou energii pro lictvo, z˚ ustala nevyplnˇena dokonce po 50-ti letech. V kontrastu s t´ımto ECE teorie navrhuje pˇr´ım´e aplikace v r˚ uzn´ ych smˇerech – kupˇr´ıkladu ˇreˇsen´ı ot´azky v´ yroby energie. Moˇznost z´ısk´an´ı nov´eho zdroje energie pramen´ı ze vz´ajemn´e interakce mezi gravitac´ı a elektromagnetizmem. Podle nynˇejˇs´ıho standartn´ıho modelu tato interakce moˇzn´a nen´ı. ECE teorie nyn´ı pˇredpov´ıd´a, ˇze gravitaˇcn´ı pole je vˇzdy sv´az´ano s elektrick´ ym polem a naopak [6] (toto dnes m˚ uˇzeme nazvat ,,elektrogravitace”), tento efekt byl empiricky zn´am jiˇz po desetilet´ı, ale aˇz dosud mu chybˇel kvalitativn´ı popis, coˇz je dnes moˇzn´e za pomoci ECE teorie. Tento druh aplikace by mˇel zaj´ımat pˇredevˇs´ım leteck´ y a vesm´ırn´ y pr˚ umysl. V oblasti elektrick´ ych gener´ator˚ u, jednop´olov´ y (homopol´arn´ı) gener´ator ˇcekal na adekv´atn´ı vysvˇetlen´ı sv´e funkce od jeho objeven´ı Faradayem v roce 1831. Dnes je kompletnˇe pops´an v [7] a podobnˇe jako v Aharonovˇe-Bohmovˇe efektu je v nˇem uvaˇzov´ana torze ˇcasoprostoru. V tomto pˇr´ıpadˇe se vˇsak dˇeje d´ıky mechanick´e rotaci. Nejv´ıce zaj´ımav´a technick´a aplikace zahrnuje zisk´av´an´ı energie pˇr´ımo ze zakˇriven´ı ˇcasoprostoru. Mus´ıme to ch´apat jako rezonanˇcn´ı jev. Zaprv´e, ECE rovnice ukazuj´ı, ˇze hmota m˚ uˇze ,,pˇrij´ımat/vys´ılat” energii z okoln´ıho prostoru (mluv´ıme zde o vakuu). Abychom toho dos´ahli prakticky, potˇrebujeme vytvoˇrit vhodnou konfiguraci ˇcasoprostoru, napˇr´ıklad ˇsikovn´e mechanick´e nebo elektromagnetick´e uspoˇra´d´an´ı. Zaˇr´ızen´ı mus´ı b´ yt vhodnˇe uspoˇra´d´ano, aby se v nˇem vyuˇzila rezonanˇcn´ı excitace materi´alu (hmoty). Z nucen´echo mechanick´eho kmit´an´ı je zn´amo, ˇze pˇri vhodn´e (vlastn´ı nebo t´eˇz rezonanˇcn´ı) frekvenci m˚ uˇze b´ yt pˇren´aˇseno do osciluj´ıc´ıho syst´emu velk´e mnoˇzstv´ı energie a naopak ze systemu ven. Pravdˇepodobnˇe mnoho (v´ıce neˇz jednotky) vyn´alez˚ u na sc´enˇe alternativn´ıch zdroj˚ u energie pracuj´ı podobnˇe. V tˇechto pˇr´ıpadech vyn´alezci naˇsli rezonanˇcn´ı mechanizmus nahodnˇe. Nˇekter´e experimenty pak nejsou opakovateln´e, protoˇze fundament´aln´ı mechanizmus a kritick´ y parametr takov´eho syst´emu, kter´ y vedl k z´ısk´an´ı energie nen´ı vlastnˇe zn´am. ECE teorie d´av´a moˇznost vypoˇc´ıtat tyto parametry exaktnˇe. Skupina AIAS nyn´ı studuje excitaˇcn´ı mechanizmus prostˇrednictv´ım numerick´eho ˇreˇsen´ı ECE rovnic. Experiment´aln´ı pozornost ˇ se soustˇreduje na excitaˇcn´ı rezonanci v elektrick´ ych obvodech. Jestliˇze takto z´ısk´ame energii, tak mechanicky se pohybuj´ıc´ı ˇca´sti (jake jsou v klasick´ ych gener´atorech) nejsou potˇrebn´e a d´ıky mal´e 7
velikosti takov´ ych to zdroj˚ u jimi m˚ uˇze b´ yt vybaveno jak´ekoliv elektrick´e zaˇr´ızen´ı. Takov´e pˇr´ıstroje by se dali i ˇretˇezit do v´ ykon˚ u odov´ıdaj´ıc´ı v´ ykonu elektrany. Na konec vyuˇzit´ı v medic´ınsk´ ych technologii. Nukle´arn´ı magnetick´a rezonanˇcn´ı (NMR) tomografie vyˇzaduje velmi siln´e magnetick´e pole, coˇz nut´ı k adekv´atnˇe komlexn´ımu designu a konstrukci. M´ısto toho, kaˇzd´ y m˚ uˇze vyuˇz´ıt inverzn´ı Faraday˚ uv jev (popsan´ y v´ıˇse) k vytvoˇren´ı poˇzadovan´eho magnetick´eho pole uvnitˇr pacienta. To vyˇzaduje pouze elektromagnetick´e z´aˇren´ı ve frekvenˇcn´ım oboru radiov´ ych vln. Velk´a v´alcov´a c´ıvka (solenoid) tud´ıˇz nen´ı potˇreba a NMR tomogtafie (tunel) m˚ uˇze b´ yt postaven adekv´atnˇe menˇc´ı a levnˇejˇs´ı.
9
D˚ usledky pro kosmologii
ECE teorie m´a tak´e ˇcetn´e d˚ usledky pro astrofyziku a kosmologii. Rozp´ın´an´ı vesm´ıru je konvenˇcnˇe ˇreˇceno ˇr´ızeno Hubblov´ ym z´akonem, kter´ y pˇredpov´ıd´a ˇze se galaxie vzdaluj´ı t´ım rychlej´ı, ˇc´ım jsou d´ale od n´as. Takto Hubble vysvˇetluje pozorov´an´ı rud´em posuvu hvˇezn´eho z´aˇren´ı ze vzd´alen´ ych galaxi´ı. Nicm´enˇe astronomov´e ned´avno naˇsli fluktuace rud´eho posuvu, kter´ y nem˚ uˇze b´ yt v souladu s Hubblov´ ym z´akonem, aˇckoliv toto nen´ı veˇrejnˇe diskutov´ano. ECE m˚ uˇze tuto odchylku jednoduˇse vysvˇetlit jelikoˇz m˚ uˇzeme ECE rovnice pˇreformulovat do dielektrick´eho modelu. Reciproˇcn´ı dˇeje mezi z´aˇren´ım a gravitac´ı jsou takto pops´any zaveden´ım komplexn´ı dielektrick´e konstanty. To vede k pˇredpovˇedi ohybu a absorbci svˇetla. V oblastech vesm´ıru s velkou hustotou hmoty je dielektrick´a konstanta vˇetˇs´ı neˇz v oblastech s malou hustotou hmoty. Absobce energie v takov´ ych to oblastech vede ke zvˇetˇsen´ı rud´eho posuvu. Takov´ y model jde daleko za platnost Hubblova modelu. V Evansovˇe teorii jde reliktn´ı (zbytkov´e) z´aˇren´ı na vrub absorbovan´e energie z´aˇren´ı a nezd´a se tedy b´ yt d˚ ukazem Velk´eho Tˇresku, kter´ y se v ECE modelu neobˇevuje. M´ısto toho jsou ve vesm´ıru ˇ rozp´ınaj´ıc´ı se a smrˇstuj´ıc´ı se z´ony navz´ajem v rovnov´aze.
10
Schrnut´ı
ECE teorie popisuje sjednocen´ı ˇctyˇr z´akladn´ıch sil a jejich vz´ajemn´ ych intrakc´ı jednoduchou neortodoxn´ı cestou. Cel´a fyzika se takto redukuje ˇcistˇe na geometrii. Kvantov´a teorie je nyn´ı postavena na objektivn´ım deterministick´em z´akladu, zat´ım co je zachov´an statistick´ y popis proces˚ u na atomov´e u ´ rovni. Nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı body ECE teorie jsou n´asleduj´ıc´ı: ˇ 1. Casoprostor je kompletnˇe pops´an zakˇriven´ım a torz´ı. Cel´a fyzika m˚ uˇze b´ yt odvozen´a z diferenci´aln´ı geometrie na z´akladˇe tˇechto dvou entyt. 2. Zakˇriven´ı je z´akladem gravitace a torze je z´akladem elektromagnetizmu. Torze takt´eˇz zp˚ usobuje zakˇriven´ı a naopak. 3. ECE teorie je matematicky zaloˇzena na diferenci´aln´ı geometrii tud´ıˇz pouze na objektivn´ı (kauz´aln´ı) podstatˇe a n´e na n´ahodn´ ych jevech. 4. ECE teorie stoj´ı na tˇrech postul´atech: postul´atu o zakˇriven´ı zaveden´e Einteinem a dvou Evansov´ ych postul´atech o torzi postihuj´ıc´ı elektromagnetizmus. 5. N´ahled Einsteina byl jeˇstˇe v´ıce hlubˇs´ı neˇz se vˇeˇrilo dˇr´ıve. Specielnˇe, Einsteinovy n´azory, ˇze ,,cel´a fyzika je geometrie” a ˇze ,,kvantov´a mechanika je nekompletn´ı” byly spr´avn´e. 8
6. Kodaˇ nsk´a interpretace kvantov´e mechaniky je nespr´avn´a, abstraktn´ı prostor kvantov´e teorie je teˇcn´ y line´arn´ı prostor k neline´arn´ımu ˇcasoprostoru obecn´e relativity. 7. Sv´azanost elektromagnetizmu a gravitace vede na velk´e mnoˇzstv´ı nov´ ych aplikac´ı. 8. V kosmologii nebyl Velk´ y Tˇresk ani neplat´ı Hubbl˚ uv z´akon. Tyto myˇslenky si univerzitn´ı vˇedci obt´ıˇznˇe pˇripouˇstˇej´ı bez jejich fundament´aln´ıho pˇreorientov´an´ı. Evansova teorie v budoucnu obdrˇz´ı siln´ y impulz jestli uspˇeje otevˇr´ıt nov´e zdroje energie. Pak se ˇ uˇz s podporou a nebo bez podpory univerzit a v´ tyto ideje stanou obecnˇe akceptov´any ad yzkumn´ ych instituc´ı.
11
Reference
[1] http://www.aias.us, http://www.atomicprecision.com [2] Myron W. Evans, Generally Covariant Unified Field Theory, Part 1. Abramis, 2005, ISBN 1-84549-054-1 [3] L.G. Felker, The Evans Equations of Unified Field Theory, preprint on http://www.aias.us [4] www.aias.us/weblogs/log.html [5] http://en.wikipedia.org/wiki/Afshar experiment, http://www.aias.us/Comments/ comments01022005.html [6] P.K. Anastasovski et al., Development Of The Evans Wave Equation In The Weak Field Limit: The Electrogravitic Equation, preprint 2003 (http://www.aias.us/pub/electrogravitic2.pdf) [7] F. Amador et al., Explanation of the Faraday Disc Generator in the Evans Unified Field Theory, paper 43 of the unified field series, 2005 (http://www.aias.us/pub/a43rdpaper.pdf)
9
