Одним из объяснений природы красного смещения и корпускулярно-волнового дуализма света может быть эволюция фотона.

Анализ третьего закона Кеплера, натолкнул меня на предположение, что фотоны (гамма-лучи, рентгеновские лучи, световые лучи) распространяясь в пространстве, подвергаются эволюционному преобразованию.

Нам хорошо известно, что электромагнитные волны рассеиваются. Но как это происходит во времени? Каков механизм их рассеивания?

Мы хорошо себе представляем расходящиеся по воде волны после брошенного в воду камня. Волна радиально разбегается. Амплитуда такой волны представляет собой затухающие колебания. Длина волны увеличивается и постепенно сглаживается с поверхностью воды.

Если допустить подобную аналогию для фотонов, то можно попробовать представить себе такую картину:

Фотон распространяется в пространстве. Он рассеивается, но только уже объемно. Это значит, что с течением времени у него увеличивается длина волны и в обратной пропорции уменьшаться его частота, т.к. скорость его распространения в пространстве (в вакууме) постоянная.

Если гамма-лучи в течение времени расширяются в объеме, то должна уменьшаться плотность их энергии, суммарно оставаясь неизменной, согласно закону сохранения энергии. Если сравнить фотон гамма-лучей и фотон светового луча, то их отличает только частота, длина и плотность переносимой ими (заключенной в них) энергии. Это значит, что теоретически один фотон может превратиться в другой.

Для наглядности представим себе зрительно фотон гамма-луча в виде дробинки диаметром 3 мм. Дробинка со временем превращается в шарик для игры в пинг-понг. Суммарная энергия дробинки осталась неизменной, просто ее плотность распределилась в большем объеме. Но что из себя теперь должен представлять этот шарик? Он так и останется фотоном в диапазоне гамма - луча, т.к. его длина волны увеличилась всего в десять раз. Со временем он расширится до размеров воздушного шарика и перейдет в разряд жестких рентгеновских лучей, оставаясь при этом фотоном. В ходе эволюции он достигнет размеров огромного шара диаметром в 30 км, но так еще и останется фотоном, но он уже будет светить, т.к. будет представлять собой световой луч. Таким образом, фотон гамма-луча превратился в фотон светового луча. Но не стоит пугаться этого монстра, ведь он нам дарит так много радости в нашей жизни. Просто для того, чтобы наглядно представить процесс расширения фотона, нам пришлось мысленно увели!

чить происходящие процессы в триллион раз.

Дальнейшая эволюция предполагает движение этого фотона в состояние инфракрасных волн, затем радиоволн, и так до их рассеивания в фоновом электромагнитном поле Вселенной.

Слово «эволюция» для описания процесса расширения фотона мне представляется вполне уместным, т.к. этот процесс во времени занимает десятки и сотни тысяч лет и при этом, не будем забывать, что наш фотон будет лететь все это время со скоростью 300 000 километров в секунду.

Еще наглядней судьбу фотона можно представить в виде нашей дробинки, которая лежит на дне очень длинного и узкого полого конуса. Постепенно увеличиваясь в объеме, она превращается в шарик, все дальше и дальше удаляясь от вершины конуса, оставаясь при этом в его границах, которые постепенно расширяются.

Нам становится очевидным, что, находясь на разных солнечных орбитах (с удалением их друг от друга в десятки световых лет) величина красного смещения в излучающем спектре Солнца на каждой из орбит будет различной. И нам не придется предполагать, что из-за красного смещения Солнце от нас удаляется с огромной скоростью согласно ныне принятой теории расширяющейся Вселенной. Оно просто находится от нас дальше или ближе, вот и все, как, к примеру, от Плутона или Земли (опять же условно, удалим их на более приличное расстояние друг от друга). От Солнца к нам прилетают шарики разного размера. Чем дальше мы от Солнца, тем больше размер шарика, который до нас долетит, тем длиннее его волна, тем больше величина красного смещения. Находясь на самой удаленной орбите от Солнечной системы (теоретически) до нас долетят только его радиоволны.

После зрительного восприятия такой картины, можно сделать следующее теоретическое заключение:

1. Электромагнитные лучи (волны) по своей природе являются объемными и при движении в пространстве расширяются (рассеиваются).

2. Характеристика электромагнитных лучей (фотонов) - частота, длина, амплитуда, плотность энергии, изменяется во времени при их распространении в пространстве. Предположительно, для электромагнитных волн солнечного спектра средний угол рассеивания должен равняться отношению единицы к величине константы Кеплера из его третьего закона:

Произведение среднего радиуса орбиты планет на квадрат их скорости есть величина постоянная (размерность в системе СИ: отношение кубического метра к секунде в квадрате)

Зрительно это может выглядеть так: для электромагнитного луча (пока не конкретизируя, какой именно: гамма, рентгеновский, или ультрафиолетовый), покинувшего Солнце и преодолевшего расстояние около 14 тысяч световых лет, радиус расширения должен составить один метр. Это значит, что по своей сути он уже будет представлять не фотон, а радиоволну. Расстояние для такой величины расширения может быть значительно меньше с учетом (предположительно) постоянно увеличивающейся кривизны расширения. Т.к. скорость распространения электромагнитных волн в космическом пространстве постоянная, то при распространении их частота должна уменьшаться обратно пропорционально увеличивающейся длине. Это заключение следует из того, что электромагнитная волна должна заполнять пространство, в границах которого она расширяется (закон сохранения энергии).

3. Угол расширения электромагнитных волн зависит от начальной частоты излучения в исходной точке космического объекта. Чем больше начальная частота излучения, тем меньше начальный угол ее расширения. И соответственно, чем меньше частота излучения, тем этот угол больше.

4. Гамма-лучи (фотоны) проходят всю эволюцию от рентгеновских лучей до очень длинных радиоволн.

5. Зрительно, движение луча света (фотона) должно представлять собой криволинейно расходящийся конус (и теоретически скорей всего в дальнейшем сворачивающийся, описывающий пространство в виде формы яблока - фигуры вращения, в сечении представляющую кардиоидную кривую). На каком-то этапе электромагнитная волна расширяется до фонового состояния, участвуя в формировании общего электромагнитного поля - пространства Вселенной, которое в свою очередь и является причиной расширения электромагнитных волн.

В случае практического подтверждения гипотезы эволюции фотона, теория расширяющейся, в буквальном толковании этого слова, Вселенной может стать несостоятельной. Описание объектов Вселенной, как мне представляется, будет совершенно иным. Наше представление об объектах Вселенной, так и о самой Вселенной, может стать для нашего разума куда более доступным.

Пространство Вселенной станет для нас ближе уже только потому, что мы научимся более правильно читать его информацию.

И, пожалуй, на мой взгляд, самое главное - данная гипотеза не противоречит фундаментальным основам физики и гармонично вписывается в общую картину Мира. Мир создан как на Земле, так и на Небе, по образу и подобию.

С уважением, Тимофей Павлюченко
E-mail: timofey641@mail.ru
04.06.2009 г.
г. Санкт-Петербург