Вселенский слабый масштаб

В физике, Вселенский слабый масштаб (Universe Weak scale) является фундаментальным масштабом материи, который значительно слабее «слабого масштаба Планка» и удвоенно слабого масштаба. Он определяет вселенскую слабую временную константу связи или силовую постоянную:

$\alpha_{U} = \frac{t_{U}^2}{2hc\,\varepsilon_{U}} = \frac{4\alpha_N}{\alpha_S\alpha_W}=5.417938\cdot 10^{-33}, \$

где

• $\!\alpha_N=1.751785\cdot 10^{-45}$ - силовая постоянная природного масштаба;
• $\!\alpha_S=7.2973526\cdot 10^{-3}$ - силовая постоянная масштаба Стони;
• $\!\alpha_W=1.77231672\cdot 10^{-10}$ - силовая постоянная слабого масштаба Планка;
• $\!h$ - постоянная Планка;
• $\!c$ - скорость света в вакууме;
• $\!t_{U}=4.60201\cdot 10^{-27}$с - квант времени данного масштаба;
• $\!\varepsilon_{U}=2.94969\cdot 10^{12} s^2/Nm^2$ - временная электро-подобная константа данного масштаба.

История

С микроскопической точки зрения этот масштаб достаточно молод, но с мегаскопической точки зрения – достаточно стар. Дело в том, что мегаскопические параметры Вселенной (такие, как радиус, масса Вселенной и параметр Хаббла) до последнего времени не связывались с микроскопическими параметрами (например массой Планка и др.). Это связано с отсутствием квантовой теории гравитации базирующейся на общей теории относительности. Но с использованием гравитационного уравнения Шредингера, в результате которого были получены гравитационные атомы в конце 90-х годов прошлого века, оказалось возможным связать микроскопические параметры любого масштаба с мегаскопическими. Таким образом, новый вселенский микроскопический масштаб получил право на свое существование, заполоняя «пустынную область масс», разделяющую массы электрона (протона) и массы Планка (Стони).

Фундаментальные единицы вакуума

Электроподобная постоянная времени:

$\varepsilon_{U} =\frac{t_{DW}}{2hc\alpha_{U}}= 2.94969\cdot 10^{12} \$ Н ⁻¹ (м/с) ⁻²

Магнитоподобная постоянная времени:

$\mu_{U} = \frac{1}{\varepsilon_{U} c^2} = 1.13084\cdot 10^{-21} \$ Н (с/м) ⁻²

Времядинамическая скорость света:

$c_U = \frac{1}{\sqrt{\varepsilon_{U}\mu_{U}}} = 2.99792458\cdot 10^8 \$ м с⁻¹

Времядинамический вакуумный импеданс:

$\rho_{U} = \sqrt{\frac{\mu_{U}}{\varepsilon_{U}}} = 3.39019\cdot 10^{-13} \$Вт

совпадает с размерностью мощности.

Основные физические единицы Вселенского слабого масштаба

Основная физическая величина, определяемая данным масштабом – это «вселенский квант времени», равный:

$t_{U}=\frac{t_P}{\sqrt{\alpha_{U}}}=4.60201\cdot 10^{-27} \$с,

где $t_P=3.38739\cdot 10^{-43}$ виртуальный квант времени масштаба Планка. Следует отметить, что уже известны два другие кванты времени, задаваемые удвоеннослабым и слабым масштабами Планка:

$t_{DW}=\frac{t_P}{\sqrt{\alpha_{DW}}}=1.45311\cdot 10^{-33} \$с

$t_{W}=\frac{t_P}{\sqrt{\alpha_{W}}}=1.7723167\cdot 10^{-10} \$с.

Введение трех временных масштабов в Природе позволило смешивать различные физические величины (длину, заряд и массу) на различных масштабах по разному. Другими словами, основное различие между масштабами планетных систем, галактик и Вселенной, заключается в различном характере масштабирования времени.

Вторичные физические единицы Вселенского слабого масштаба

Основные вторичные единицы данного физического масштаба представлены в таблице 1.

Table 1: Основные единицы Вселенского масштаба

Имя	Размерность	Выражение	СИ эквивалент [1]
квант массы	Масса (M)	$m_{U} = m_P/\sqrt{\alpha_U} \$	$1.60201\cdot 10^{-24}$ кг
квант длины волны	Длина (L)	$\lambda_U = \frac{l_P}{sqrt{\alpha_U}}$	$2.19578\cdot 10^{-19}$ м
квант "динамического времени"	Динамическое время (L2T −1)	$\varphi_{U} = \frac{h}{t_{U}} \$	$1.43982\cdot 10^{-7}$ Дж
Магнито-подобная временная силовая постоянная	Безразмерная	$\beta_{U} = \frac{\varphi_{U}^2}{2hc\mu_{U}} = \frac{1}{4\alpha_{U}} \$	$4.614302\cdot 10^{31}$
квант заряда	Электрический заряд (Q)	$q_{UE} = \frac{\sqrt{\alpha_{U}}}{\alpha_S}e \$	$1.38053\cdot 10^{-34}$ К
квант «магнитного заряда»	магнитный заряд (L2MT −1Q−1)	$\varphi_{UM} = \frac{h}{q_{UE}} \$	{$4.7996641\cdot \cdot 10^{0}$ Вб

Мегаскопические величины Вселенского слабого масштаба

Радиус Вселенной совпадает со значением гравитационного атома Бора:

$R_U=a_{BU}=\frac{l_U}{\alpha_N}=1.253453\cdot 10^{26} \$м.

Первым заметил связь радиуса Вселенной с радиусом вселенской черной дыры Хуанг (2010):

$R_{BHU}=\frac{2GM_U}{c^2}=2R_U \$.

Масса Вселенной определяется формулой:

$M_U=\frac{m_U}{\alpha_U\alpha_N}=1.68792\cdot 10^{53} \$кг,

где $m_P=2.17645\cdot 10^{-08}$кг - масса Планка. Впервые связь между масштабными параметрами Планка и Вселенной обнаружил Рубицкий (2008):

$M_U=\frac{m_P}{l_P}R_U \$.

Трехмерная плотность массы во Вселенной равна:

$\rho_{3DU}=\frac{3M_U}{4\pi R_U^3}=2.04615\cdot 10^{-26} \$кг/м^3.

Постоянная Хабла равна частоте гравитационного резонатора:

$H_U=\frac{c}{R_U}=2.39173\cdot 10^{-18} \$рад/с.

Из вышесказанного видно, что полученные оценки мегаскопических параметров Вселенной, базирующиеся на микроскопических масштабных параметрах достаточно хорошо совпадают с современными оценками соответствующих величин.

Смотри также

• Масштаб Планка
• Масштаб Стони
• Природный масштаб
• Удвоенно слабый масштаб Планка
• Квантовый гравитационный резонатор

Литература

• 1. Quantization in Astrophysics, Brownian Motion, and Supersymmetry. Editors: F.Smarandache and V.Christanto. MathTiger, 2007, Chennai, Tamil Nadu, India. ISBN: 819021909X.
• 2. Latest (2006) values of the constants [1]
• 3. Ross McPherson. Stoney Scale and Large Number Coincidences. Apeiron, Vol. 14, No. 3, July 2007
• 4. Maciej Rybicki. Cosmological Origin of Gravitational Constant. Apeiron, Vol. 15, No. 4, October 2008
• 4. Guoyou HUANG. Fine Structure Constant and Variable Speed of Light. Apeiron, Vol. 17, No. 2, April 2010