Увертюра к мировой гармонии колебаний
Сначала был взрыв,
потом свет и звук! Потом из них сложилась
свето-музыка необъятно–конечной Вселенной,
гармонии колебаний Галактики млечного пути,
системы Солнца, песен и ритмов Земли, загадок и
смысла краткого мига существования цивилизации!
От времени возникновения науки и до последних дней она бьется над проблемой гармонических колебаний Мира. Гармоническими называются колебания, периоды которых имеют целочисленные или близкие к ним соотношения. Устойчивые колебания струны музыкального инструмента или тетивы первобытного лука укладываются целое число раз в их длине (1, ½, 1/3, ¼ и т. д.), а отношения их периодов, например,
1/3 : 1/4 = 4/3
соответствуют отношению целых чисел 4 и 3. То есть, поперечные колебания струн являются чисто гармоническими. Эти пространственные волны можно видеть при движении струны или на поверхности воды в стакане, если уронить на нее каплю. Волны характеризуются длиной L, м (растоянием между впадинами), амплитудой A, м (отклонением от состояния покоя) и скоростью распространения V, м/с.
Скорости распространения звука и радиоволн имеют свои обозначения: V и С, м/с. Они зависят от характеристик среды распространения и частоты колебаний F 1/с, измеряемой числом колебаний в одну секунду [Герц]. Гармонические колебания струн вызывают колебания воздуха, которые мы можем слышать в диапазоне частот от 16 до 22000 Гц (рис. 1). Писк комара близок к верхней границе, рокот морских волн — к нижней границе слышимости. Мы можем слушать музыку на концертах или в передачах по радио- и телеприемникам, куда звуковые колебания доставляются с помощью высокочастотных электромагнитных волн со скоростью С = 300000 км/с. Длина земного экватора равна 40000 км, то есть, музыка, изображение и содержание новостей долетают до любого человека, примерно, через 0,1 с, после чего их можно слушать, видеть, записывать и обсуждать всем миром.
Человек различает звуки при изменении их частоты на 1%, то есть, частоты в 100 и в 101 Гц, 20000 и 20200 Гц будут слышны как разные звуки. Кроме того, музыкальные звуки, отличающиеся по частоте в два, четыре, восемь раз, кажутся человеку сходными, но отличающимися по тональнности. Таким образом слух и мозг позволяют человеку воспринимать гармонию звуков в широком диапазоне частот и классифицировать их. Некоторые сочетания звуков человеку нравятся, некоторые — раздражают, а низкие частоты порядка 8 Гц вызывают страх. Низкие частоты пугают и животных. Они предшествуют штормам и волнам цунами, поэтому, чтобы спасти жизнь, медузы отплывают от берега в открытое море, а змеи и слоны перемещаются подальше от океана на возвышенности.
Рояль.
Фото: Чёрный рояль/vk.com
Частоты нот слева направо изменяются от 27,500 Гц до 4186,0 Гц, примерно в 150 раз. Соседние ноты отличаются по частоте, примерно, на 6%. Семь октав рояля покрывают почти все слышимые человеком звуки от 16 до 22000 Гц. Отсутствуют только звуки в области низких частот (16 — 27,5 Гц) и звуки почти двух октав высоких частот (4186,0- 22000 Гц). При ударе молоточком по струне в ней возникает множество колебаний, но большинство из них быстро взаимно гасятся. Сохраняются только гармонические колебания, которые укладываются в длине струны целое число раз.
Колебания приятных гармонических звуков и изображений записываются и воспроизводятся с помощью изобретенных и изобретаемых человеком устройств, начиная с границы XIX–XX веков. Поэтому понятно, что мы отлично знаем это время, хорошо знакомы с историей человечества со времен существования устных легенд, письменности и даже можем себе представить, как жили люди до возникновения письма по наскальным рисункам и другим следам их жизни.
Сведения о более ранних геологических и биологических процессах мы получаем из пространственно-временных волн, записанных в чередовании слоев разных геологических осадков и содержащихся в них окаменелых отпечатках древней растительности и животного мира. Осадочные и магматические породы Земли, содержащие крупицы железа, как ленты магнитофона записывают доисторические гармонические колебания электромагнитных полей Земли, Солнца и Космоса. Распад радиоактивных химических элементов позволяет точнее привязать полученные изменения земных условий к абсолютной шкале времени.
Исследования ритмов микро- и макромира, растительности и животных, колебаний климата и геологических процессов, строения и периодов движений элементарных частиц, Солнечной системы, нашей Галактики Млечного пути и других галактик говорят о существовании единой серии гармонических колебаий Вселенной во всём диапазоне частот. В работе обсуждаются стабильные ритмы природы и закономерности распределения их периодов [Берри, 1987, 1991, 1992, 1993, 2010, Berry, 1991, 1993, 1998, 2011]. Автор предупреждает читателей, что краткость и относительная простота изложения (предполагается, в основном, знание школьных курсов физики и химии) этой необъятной области знания достигается за счет пропуска многих важных исторических фактов и научных результатов, которые не изменяют сути Гармонии Мира.
1. Гармонические колебания макро- и микро-мира
В конце концов остановятся на теории,
в которой закономерно связанными вещами
будут не вероятности, а факты
А. Эйнштейн
Перед изучением гармонических колебаний просто посмотрим с высоты «птичьего полета», как устроен этот Мир [Берри, ]. Хочу обратить внимание зрителей на то, что увидеть Вселенную целиком можно только отлетев от нее на расстояние в 10 млрд световых лет. Имеено на это расстояние ушел свет с момента ее образования. В конце на YouTube при демонстрации всей Вселенной кратко упоминается о расстоянии, с которого показано её изображение. То есть, так выглядела гармония Мира 10 млрд лет назад! Если посмотреть с расстояния примерно в 14 млрд световых лет, то можно увидеть вспышку от первичного взрыва. Именно на это расстояние ушёл свет с момента её образования.
Взрываясь, взаимодействуя и постепенно изменяясь окружающий нас макро- и микромир подчиняется физическим законам И. Ньютона и А. Энштейна. В начале XX века М. Миланкович [1939], А. Л. Чижевский [1973, 1995] и другие исследователи показали, что одних внутренних факторов для объяснения происходящих на Земле процессов недостаточно. Следует учитывать и внешние влияния на нашу планету гармонических колебаний от движения небесных тел Солнечной системы [Берри, 2010, Berry, 2011]. Вопрос о влиянии на гелиогеофизические процессы взаимодействий Солнечной системы и Галактики вообще не рассматривался из-за априорного признания их несущественности. Открытие явления струйного истечения газопылевого вещества из центра спиральных галактик и разработка на его основе галактоцентрической парадигмы радикально изменили ситуацию [Баренбаум, 1991, 2002, 2010].
Было показано, что геологические события, которые безуспешно пытались объяснить с геоцентрических позиций, являются на самом деле порождением мощных гармонических космических процессов галактического масштаба. Связи между процессами Земли и Галактики оказались столь многогранными и тесными, что открылась возможность по геологическим данным изучать проблемы строения и физики Галактики, а на базе астрономических наблюдений объяснять причины и последовательности геологических и геохимических явлений [Баренбаум, 2010; Берри, 2010, Berry, 1998].
Галактоцентрическая парадигма, изучающая в частности периодические орбитальные движения Солнечной системы вокруг центра Галактики и вращения её ветвей, после 2500-летнего перерыва позволяет снова объединить знания о гармонических процессах «Земли» и «Неба». В отличии от динамической модели движений Галактики и СС, которая подтверждается геологическими процессами Земли [Баренбаум, 2010], физико-математические теории струн [Теория струн] и инфляционной космологии [Линде, 2007] объясняют одновременно устройство микро- и макромира, но носят пока гипотетический характер.
Теория струн описывает гармоническое поведение элементарных частиц и Вселенной в масштабах порядка 10–35 м. Это на 20 порядков меньше диаметра протона (ядро атома водорода). Материя здесь превращается в серию полевых стоячих волн, подобных колебаниям струн музыкальных инструментов. Каждой гармонике соответствует собственное энергетическое состояние. Согласно теории А. Энштейна, чем выше частота, тем больше энергия колебаний и масса наблюдаемой частицы.
Представители Европейской организации ядерных исследований заявили 4.07.2012 года, что два детектора Большого Адронного Коллайдера наблюдали новую частицу с массой около 125–126 ГэВ, которая является бозоном Хиггса, передаёт . Ниже будет показано, что среднее значение энергии обнаруженной частицы 125,5 ГэВ = 3,03629*1025 Гц (~ 0,32935*10-25с) соответствует единой гармонической последовательности ритмов природы [Берри, 2010].
Модель происхождения Вселенной, включающая множество галактик, названа инфляционной космологией. Инфляция — это быстрое экспоненциальное расширение Вселенной в первые мгновения её существования от 10–43 до 10–35 с после начального «взрыва». Высокочастотные волны квантовых флуктуаций, увеличиваясь вместе с Вселенной в размерах, формировали сложные системы гармонических низкочастотных волн разной длины. Увеличиваясь в размерах волны теряли энергию и застывали, заполняя Вселенную неоднородным интерференционным (суммарным) скалярным (числовым) полем. В неоднородностях этого поля впоследствии формировались галактики [Линде, ].
В настоящее время только эта фантастическая теория может объяснить возможность единообразного экспоненциального описания стабильных гармоник на всех иерархических уровнях материи [Берри, 2010]. Идеи автора, обоснованные эмпирическими закономерностями распределения природных периодов, соответствуют 1) представлениям древних мыслителей о гармоническом устройстве мира, 2) гелиогеофизическим и геологическим ритмам Земли, Солнечной системы и периодам её обращения вокруг центра Галактики, 3) современным парадигмам возникновения и существования Вселенной.
Периоды резонансных гармонических колебаний природы описываются геометрическими прогрессиями, подобными музыкальному ряду рояля R с частотами FR:
FR = F0*2R/n = 440*2R/12 Гц,
где F0 = 440 Гц — частота ноты ля 1-й октавы или начальный член геометрической прогрессии (1.1); R и n — последовательность целых чисел и число нот в октаве, как в любой геометрической прогрессии. В европейской музыке n = 12. Хорошая музыка оказывает благотворное влияние не только на людей, но и на животных (рис. 2).
Подушка
Фото: Черный рояль/vk.com
Октавы лунных модельных рядов природных ритмов состоят из 16-ти [Берри, 2006, 2010; Berry, 1998, 2006, 2011]:
TK= T0*2K/N = 0,075*2K/16лет (1.2)
и 32-х нот:
TL = T0*2L/M = 0,075*2L/32лет (1.3)
где T0=27,32 суток = 0,075 года — начальный период геометрических прогрессий, равный сидерическому периоду обращения Луны; К и L — последовательности целых чисел и номера периодов TK и TL лунных прогрессий; N = 16 и M = 32 количества периодов (нот) Солнечной системы в октавах TK (1.2) и TL (1.3), где TK и TL — модельные гармонические периоды движения небесных тел и их природных процессов, включая гелио-геофизические колебания, Буквы N и M, обозначающие в формулах количество нот в октавах, также используются в приведенных ниже таблицах для обозначения номерoв нот.
Оказалось, что в качестве начального периода T0 рядов природных ритмов можно использовать не только сидерический период Луны (1.2, 1.3), но и период физической постоянной Ридбергера (1/R=3,041314*10-16 с). Kвант электромагнитной волны с таким периодом выбивает электрон из атома водорода. Ряды модельных периодов с октавами из 16 и 32 нот (T R16, TR32) с начальным периодом Ридбергера (TR0) записываются аналогично лунным прогрессиям (1.2, 1.3):
T R16 = TR0 * 2R/N = 3,041314 * 10-16 * 2R/16сек (1.4)
TR32 = TR0 * 2R/M = 3,041314 * 10-16 * 2R/32сек (1.5)
где TR0 = 3,041314 * 10-16 с — начальный период геометрических прогрессий Ридбергера; N = 16 и M = 32 — количество гармонических периодов (нот) в октавах прогрессий TR16 (1.4) и TR32 (1.5); R – последовательности целых чисел и номера периодов прогрессий Ридбергера T R16 и TR32 (1.4, 1.5).
Более того, начальным периодом прогрессий природных ритмов может служить и период элементарной частицы D0 мезона (TD0=2,22*10-24 с):
T D16 = TD0 * 2D/N = 2,22 *10-24 * 2D /16сек (1.6)
TD32 = TD0 * 2D/M = 2,22 *10-24 * 2D /32сек (1.7)
где N = 16 и M = 32 – количество гармонических периодов в октавах рядов D0 мезона; T D16 (1.6) и T D32 (1.7) — периоды прогрессий природных ритмов; D – последовательности целых чисел и номера периодов прогрессий D0 мезона T D16 и TD32 (1.6, 1.7) с октавами из 16-ти и 32-х нот. Массы, энергии и периоды (частоты) элементарных частиц взаимосвязаны, легко пересчитываются друг в друга и являются их равноправными физическими характеристиками.
Эмпирические последовательности (1.2, 1.3) стабильных природных гармоник были получены при использовании 26-и и 34-х периодов планетарных систем Солнца и Юпитера в диапазоне времен от 8 часов до 250 лет, а затем, подобно тому, как это сделал Д.И. Менделеев, были распространены автором на весь диапазон природных колебаний [Сидорин, 2010] от значений галактического года Солнечной системы в 250 млн лет до обратной величины постоянной Ридберга (1/R = 3.04*10-16с) и периода t – кварка (9,19*10-26с) [Берри, 2010; Schroeder, 2010].
Возможность экстраполяции гармонических закономерностей (1.2 — 1.7) на весь известный временной (1042) и пространственный диапазон (14 млрд световых лет) является одним из важнейших доказательств существования единой системы резонансных колебаний микро- и макромира. Общая резонансность Вселенной окончательно подтвердится при экспериментальном обосновании теории струн.
Последние статьи автора о гармонических колебаниях природы
Берри Б.Л. Гелио-геофизические и другие процессы, периоды их колебаний и прогнозы. // Геофизические процессы и биосфера. 2010 а. Т. 9, № 4. С. 21-66.
Берри Б.Л. Гармонические модели движения Солнечной системы и гелио-геофизических процессов, реконструкции и прогнозы. 2011 г.
Читайте также:
Гармонические колебания Вселенной (часть 2)
Гармонические колебания Вселенной (Часть 3)
Гармонические колебания вселенной (Часть 4)
Гармонические колебания вселенной (Часть 5)
Гармонические колебания вселенной (Часть 6)
Борис Берри. Специально для Великой Эпохи
