Гармонические колебания Вселенной

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, http://geoberry.ru/zemlja%20colnce.html]. 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 фильма 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 Lenta.ru. 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, http://elementy.ru/events/426960].

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 F_R:

F_R = F₀*2^R/ⁿ = 440*2^R/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]:

T_K= T₀*2^K^/N = 0,075*2^K^/¹⁶лет (1.2)

и 32-х нот:

T_L = T₀*2^L^/M = 0,075*2^L^/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 T_K и T_L лунных прогрессий; N = 16 и M = 32 количества периодов (нот) Солнечной системы в октавах T_K (1.2) и T_L (1.3), где T_K и T_L — 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, T_R₃₂) с начальным периодом Ридбергера (T_R₀) записываются аналогично лунным прогрессиям (1.2, 1.3):

T _R16 = T_R₀ * 2^R^/N = 3,041314 * 10^-16 * 2^R^/¹⁶сек (1.4)

T_R32 = T_R₀ * 2^R^/M = 3,041314 * 10^-16 * 2^R^/³²сек (1.5)

где T_R₀ = 3,041314 * 10^-16 с — начальный период геометрических прогрессий Ридбергера; N = 16 и M = 32 — количество гармонических периодов (нот) в октавах прогрессий T_R₁₆ (1.4) и T_R₃₂ (1.5); R - последовательности целых чисел и номера периодов прогрессий Ридбергера T _R₁₆ и T_R₃₂ (1.4, 1.5).

Более того, начальным периодом прогрессий природных ритмов может служить и период элементарной частицы D₀ мезона (T_D₀=2,22*10^-24 с):

T _D16 = T_D₀ * 2^D^/N = 2,22 *10^-24 * 2^D ^/¹⁶сек (1.6)

T_D32 = T_D₀ * 2^D^/M = 2,22 *10^-24 * 2^D ^/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 T_D₃₂ (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. http://geoberry.ru/geofizi4eskie%20procesy.html

Берри Б.Л. Гармонические модели движения Солнечной системы и гелио-геофизических процессов, реконструкции и прогнозы. 2011 г. http://geoberry.ru/garmoni4eskie%20modeli.html