Lý thuyết Vật lý tổng quát.

Lý thuyết vật lý tổng quát dựa trên quyluật mâu thuẫn thống nhất của phép biện chứng duy vật và hiện tượng sinhhạt, hủy hạt cùng sự khám phá các phản hạt trong thực nghiệm vật lý hạt nhâ

MỞ ĐẦU

Khoa học và công nghệ của nhân loại đang phát triển rực rỡ Sự khám phá

và chinh phục thế giới tự nhiên đang tiến về hai phía ngược chiều nhau: Mộtphía là khoảng không vụ trụ bao la, một phía là chiều sâu vô cùng của lòng vậtchất với thế giới các vi hạt bí ẩn Tri thức về hai phía của thế giới tự nhiên đóđược diễn đạt trong hai lý thuyết vật lý của thời đại, đó là Thuyết tương đốicủa Einstein và Thuyết lượng tử, làm cơ sở cho công nghệ vũ trụ và công nghệ

Hơn nữa hai lý thuyết này không thâm nhập được vào nhau Những lĩnhvực của hấp dẫn là ở ngoài phạm vi của Thuyết lượng tử và ngược lại Hai lýthuyết tách biệt nhau và không đồng thời đúng Với sự tồn tại của hai khônggian khác nhau là không gian của trường hấp dẫn Einstein và không gian củatrường điện từ Đó là chưa nói đến việc phủ nhận sự tồn tại của không giantuyệt đối, thời gian tuyệt đối, khối lượng tuyệt đối của Thuyết tương đối hẹp,những điều mà Newton hằng tin tưởng và dễ gì đã được sự chấp nhận hoàntoàn của lý trí nhân loại

Về thế giới các phản hạt mà thực nghiệm của vật lý hạt nhân khám phá,trong sự cảm nhận tự nhiên nhất phải là yếu tố của một nửa thế giới lại khôngtìm thấy sự tồn tại của nó trong thế giới của chúng ta Nó xuất hiện từ “chânkhông vật lý” bí hiểm Những tồn tại và mâu thuẫn nói trên đòi hỏi sự ra đờimột lý thuyết thống nhất của vật lý Lý thuyết vật lý tổng quát dựa trên quyluật mâu thuẫn thống nhất của phép biện chứng duy vật và hiện tượng sinhhạt, hủy hạt cùng sự khám phá các phản hạt trong thực nghiệm vật lý hạt nhân

đã nhìn nhận thế giới tự nhiên trong thể thống nhất của hai dạng tồn tại cơ bảnmâu thuẫn nhau: Đó là lượng tử ánh sáng và thiên thể, xây dựng mô hình dạngtồn tại cơ bản hai thực thể vật lý đó làm sáng tỏ những thuộc tính của nó trong

mô hình toán học của Thuyết tương đối và Thuyết lượng tử, loại bỏ đượcnhững nghịch lý và bí ẩn trong hai lý thuyết nói trên, bắc một nhịp cầu nốigiữa thế giới các thiên thể của vũ trụ bao la với thế giới các vi hạt trong lòng

vật chất vẽ nên một bức tranh thống nhất và sáng tỏ về thế giới… của chúngta.

I MÔ HÌNH DẠNG TỒN TẠI PHOTON.

1.1 Những quan niệm hiện nay về ánh sáng.

a Ánh sáng là sóng điện từ:

Ta biết rằng sóng điện từ xuất hiện khi điện tích chuyển động có gia tốc.Trong máy phát sóng vô tuyến thì sự biến thiên của điện trường theo nhịpmạch động của dòng điện trong khung dao động phát ra sóng điện từ Sóngđiện từ được hình dung như sự rung động của điện tích làm nhiễu động trườngđiện từ, phát ra sóng lan truyền trong không gian (Điện trường biến đổi tạo ra

từ trường, tiếp theo từ trường biến đổi lại tạo ra điện trường…cứ thể lantruyền tạo ra sóng) Tần số rung động của điện tích (trong máy phát sóng làtần số mạch động của dòng điện trong khung dao động) là tần số của sóngđiện từ Tần số khác nhau tạo ra các sóng có năng lượng khác nhau

Ánh sáng có tính chất sóng (có hiện tượng giao thao và nhiễu xạ): Sau khi

phát hiện ra tốc độ ánh sáng trùng với tốc độ lan truyền của sóng điện từngười ta kết luận rằng: Ánh sáng cũng là sóng điện từ, một trường hợp đặcbiệt của sóng điện từ Người ta cho rằng “điện tích rung động” phát ra sóngánh sáng là điện tử trong nguyên tử Các điện tử trong nguyên tử có quỹ đạodừng (quỹ đạo có năng lượng xác định) khác nhau, khi “rung động”, điện tửnhảy từ quỹ đạo có năng lượng cao xuống quỹ đạo có năng lượng thấp thì phát

ra photon, một lượng tử của sóng điện từ có năng lượng bằng hiệu số giữa haibậc năng lượng của điện tử trong nguyên tử

Nhận xét.

Quan niệm về sóng điện từ và ánh sáng là sóng điện từ đã đặt ra vấn đềsau: Là sóng phải có hai bộ phận: Vật phát sóng và chất truyền sóng Vật phátsóng điện từ do điện tích chuyển động có gia tốc hoặc điện tử trong nguyên tửnhảy từ bậc năng lượng cao xuống bậc năng lượng thấp phát ra Nhưng chấttrung gian truyền sóng trước đây được giả định là chất Ete bất động của khônggian tuyệt đối đã bị thí nghiệm Michelson-Morley loại bỏ Vậy là không tìm rachất truyền sóng, đành cho rằng không gian có tính chất truyền sóng và nhưvậy ánh sáng là sóng điện từ cũng không thể lan truyền trong chân không(không gian tự do) nơi không có chất truyền sóng

Về nguồn gốc phát sinh thì việc quy ánh sáng về hiện tượng điện từ là tráivới những quan sát thông thường Ta nhận thấy rằng ánh sáng gắn liền vớihiện tượng nhiệt, dao động của các hạt hơn là với hiện tượng điện, từ

b Quan niệm ánh sáng là trường điện từ biến thiên, photon là lượng tử của

trường điện từ là hạt cơ bản.

Sự xuất hiện của sóng điện từ được hiểu như sau: Khi điện tích chuyểnđộng có gia tốc hoặc khi dòng điện mạch động trong máy phát sóng mộtlượng của điện trường gắn với điện tích bị tách ra và tồn tại độc lập và có tốc

độ lan truyền của ánh sáng Như vậy sóng điện từ chính là trường điện từ bịbứt khỏi điện tích và tồn tại độc lập

Đối với ánh sáng, điện tử trong nguyên tử nhảy từ bậc năng lượng caoxuống bậc năng lượng thấp cũng bứt ra một lượng điện trường đó là photon,đơn vị nhỏ nhất của trường điện từ, là hạt năng lượng cơ bản Sở dĩ có tươngtác điện từ là do các hạt mang điện bức xạ và hấp thụ photon, trao đổi photonvới nhau tạo nên

Nhận xét.

Quan niệm sóng điện từ là trường điện từ biến thiên tách ra từ trường tĩnhđiện gắn với điện tích để tồn tại độc lập: Quan niệm như vậy rất trái với lẽ tựnhiên, trái với quy luật mâu thuẫn thống nhất của phép biện chứng duy vật baotrùm mọi dạng của tồn tại Trường với chất là một quan hệ đồng tồn như âmvới dương, là “cái thống nhất của các mặt đối lập” Khi trường bị bứt ra mộtlượng thì chất cũng bị bứt ra một lượng tương ứng gắn với nó thì mới có tồntại

Về quan niệm tương tác điện từ là do các hạt mang điện bức xạ và hấp thụphoton thì ta nhận thấy rằng: Các hạt không thể bức xạ và hấp thụ photon vì

nó trái với quy luật bảo toàn năng lượng Trong thực tế chỉ xảy ra bức xạphoton khi có sự va chạm giữa các hạt Quá trình các hạt mang điện trao đổiphoton là một quá trình ảo (không xảy ra trong tự nhiên), chỉ là một mô hìnhtoán học tiện lợi cho sự tính toán mà thôi

Như vậy lý trí con người chưa thể yên tâm với những quan niệm hiện nay:

- Ánh sáng là sóng điện từ

- Ánh sáng là trường điện từ biến thiên

- Photon là hạt cơ bản, là lượng tử của trường điện từ

1.2 Quan niệm của Lý thuyết vật lý tổng quát.

Lý thuyết vật lý tổng quát căn cứ vào hiện tượng hủy hạt và sinh hạt thuđược trong thực nghiệm của vật lý hạt nhân và quy luật mâu thuẫn thống nhấtcủa phép biện chứng duy vật lý thuyết vật lý tổng quát đưa ra một quan niệm

mới về ánh sáng, xây dựng mô hình một dạng tồn tại cơ bản của tự nhiên: Mô

hình dạng tồn tại photon - lượng tử ánh sáng.

Thực nghiệm của vật lý hạt nhân đã thu được hiện tượng hủy hạt và sinhhạt Người ta đã quan sát thấy tia Gamma sinh ra do sự huỷ hạt (Hạt + phản

hạt → photon) Hạt gặp một phản hạt thì bị hủy biến mất và tạo ra lượng tửnăng lượng.

Sự sinh hạt diễn ra khi photon đập vàp hạt nhân nguyên tử, chẳng hạn bức

xạ Gamma của Tori có năng lượng là 2,6 triệu eV khi đập lên màn Chì sẽ xẩy

ra sự sinh hạt ( → e+ + e-)

Ta nhận thấy rằng khi một hạt chất tách ra khỏi kết cấu nguyên tử thì cũng

có một hạt của trường (phản hạt) xuất hiện từ “chân không vật lý” bám theogắn với nó trong một thể tồn tại mới đó là photon Và khi photon đập vàp hạtnhân nguyên tử là “bia” thì “vỡ” thành hạt và phản hạt

Hiện tượng huỷ hạt và sinh hạt của thực nghiệm vật lý hạt nhân đã mặcnhiên chứng tỏ rằng photon có cấu trúc “Hạt - phản hạt”, là tổng thể của hạt vàphản hạt

Áp dụng cách nhận thức hiện tượng hủy hạt và sinh hạt vào trường hợpphát sóng điện từ ta nhận thấy rằng điện trường biến thiên (nhiễu động) chưaphải là nguyên nhân cuối cùng của sự phát sóng Điện trường biến thiên theo

sự chuyển động có gia tốc của điện tích, hoặc theo mạch động của dòng điệntrong máy phát sóng, đã dẫn tới một số electron rời khỏi điện tích và vật dẫn.Nguyên nhân là các electron trong điện tích và vật dẫn liên hệ với hạt nhânmột cách lỏng lẻo Khi điện tích chuyển động có gia tốc hoặc dòng điện mạchđộng trong khung dây các điện tử này rời khỏi điện tích và vật dẫn và đã bịhủy hạt (e+ + e- → ) Sóng điện từ là tập hợp các photon có cấu trúc Electron-Pozitron Mặt khác, quy luật mâu thuẫn thống nhất của triết học duy vật biệnchứng nói rằng: Mọi dạng tồn tại đều là cái thống nhất của các mặt đối lập.Chẳng hạn nguyên tử là cái thống nhất của điện tích âm và điện tích dương(electreon và proton), tế bào là cái thống nhất của tính đực và tính cái (bộnhiễm sắc thể lưỡng bội) Macx còn áp dụng quy luật này trong cách nhậnthức về cơ sở tồn tại của xã hội: “Phương thức sản xuất là cái thống nhất củalực lượng sản xuất và quan hệ sản xuất” Photon không phải là thành phầnnguyên tử, nó tồn tại độc lập và bến vững, có mặt ở mọi điểm của không gianvới khối lượng bằng không và tốc độ không đổi, nghĩa là không bị lực hấp dẫntác động và không có quán tính (hay quán tính tuyệt đối vì không bao giờ xuấthiện lực quán tính) Vậy, photon phải là một “hạt” trung hoà về hấp dẫn vàquán tính, cũng như nguyên tử là một “hạt” trung hoà về điện

Từ những điều trên đây ta đi đến xác lập mô hình photon:

- Photon là một thể thống nhất, trong dạng tồn tại cơ bản, bao gồm một hạt và một phản hạt tương ứng liên kết với nhau.

- Hạt và phản hạt trao đổi không ngừng với nhau trong sự tồn tại của photon tạo ra tính chất chuyển động và tính chất sóng.

Mô hình này đã làm sáng tỏ những vấn đề tồn tại và mâu thuẫn về bản chấtcủa ánh sáng mà quan niệm về ánh sáng là sóng điện từ, là trường điện từ biếnthiên, là lượng tử của trường điện từ đã mắc phải:

a Vấn đề chất truyền sóng: Ánh sáng là sóng điện từ nên phải có một chất

truyền sóng có mặt ở mọi điểm của không gian mà ánh sáng truyền tới Chấttruyền sóng đó đã không tìm thấy trong thí nghiệm Michelson-Morley thìkhông gian phải có tính chất truyền sóng

Theo quan niệm mới, ánh sáng truyền đi trong không gian không cần phải

có chất truyền sóng Lượng tử ánh sáng có cấu trúc hạt-phản hạt, hạt và phảnhạt có thể chuyển động trong chân không, vậy photon có thể chuyển độngtrong chân không mà không cần một môi trường trung gian là chất truyềnsóng Lượng tử ánh sáng là một “hạt sóng”, vừa là sóng vừa là chất truyềnsóng không thể tách rời

b Vấn đề xuất xứ của ánh sáng: Theo quan niệm mới, lượng tử ánh sáng có

cấu trúc hạt-phản hạt, nó có thể được sinh ra từ mọi loại hạt có khối lượng bịhủy chứ không phải chỉ đối với hạt mang điện Hiện tượng ánh sáng không chỉxuất phát từ dao động điện mà còn xuất phát từ dao động nhiệt (dao động củanguyên tử, các hạt của nguyên tử) như những quan sát thông thường đã thấy.Sóng điện từ do máy phát sóng tạo ra chỉ là sóng của electron bị hủy, tần sốcủa sóng chỉ là tần số mạch động của dòng điện trong máy phát sóng gắn liềnvới từng đợt electron bị hủy Về nguyên tắc, dù ta có thể tạo ra tần số cao tùy

ý của máy phát sóng cũng không thể tạo ra bức xạ của ánh sáng nhìn thấy, tiahồng ngoại, tia tử ngoại, hay tia X, tia Gamma…vì những bức xạ này là bức

xạ sinh ra từ các hạt khác bị hủy chứ không phải của electron bị hủy trongmáy phát sóng vô tuyến

c Tính chất khối lượng bằng không và tốc độ không đổi của ánh sáng: Hạt

có khối lượng dương, phản hạt có khối lượng âm vậy tổng thể của nó có khốilượng bằng không

Tốc độ chuyển động của photon là do sự trao đổi vị trí không ngừng giữahạt và phản hạt trong kết cấu của nó tạo ra (sự trao đổi này có thể hình dungnhư sự quay quanh nhau vừa chuyển động theo quỹ đạo thẳng tựa như trái đấtvừa quay quanh mình nó vừa chuyển động theo quỹ đạo quanh mặt trời)

Sự ổn định của quá trình nội tại này tạo ra tốc độ chuyển động không đổicủa photon Photon là “chất chuyển động”

Tính chất khối lượng bằng không và tốc độ không đổi làm cho photon trởthành hạt trung hòa về hấp dẫn và quán tính: Hấp dẫn là tương tác giữa nhữngvật thể có khối lượng mà khối lượng của photon bằng không, vậy photonkhông có tương tác hấp dẫn Các tia sáng từ một khối lượng lớn là mặt trời

chiếu thẳng ra không gian với tốc độ không đổi đã thể hiện điều đó (sẽ bàn

đến hiệu ứng của mặt trời lên tia sáng do Einstein tính toán và thực nghiệm xác nhận trong mục “Các vành đai phóng xạ quanh trái đất”).

Quán tính là lực xuất hiện khi vật thể có khối lượng thay đổi tốc độ vàhướng chuyển động Nhưng photon không có khối lượng, luôn chuyển độngthẳng với tốc độ không đổi, vậy photon không có tính chất quán tính Tínhchất quán tính của vật thể có khối lượng làm cho chuyển động của nó luônphụ thuộc vào hệ quy chiếu quán tính Điểm xuất phát khi chuyển động củavật thể chỉ là điểm đứng yên tương đối, nó còn có “tốc độ theo” là tốc độ của

hệ quy chiếu quán tính (chẳng hạn khi một tên lửa vũ trụ của trái đất nếu

được phóng lên theo cùng chiều chuyển động của trái đất, tốc độ xuất phát sẽ được cộng thêm tốc độ của trái đất) Photon là hạt trung hòa về quán tính, tốc

độ xuất phát của nó không được cộng thêm hay trừ đi tốc độ của hệ quy chiếu

quán tính, tức nguồn sáng Vậy tốc độ điểm xuất phát của photon luôn bằng

0, là điểm đứng yên tuyệt đối trong không gian, không gắn với mọi hệ quy chiếu quán tính đang chuyển động.

d Lượng tính sóng hạt: Tính chất sóng của ánh sáng được xác định trong

hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ Nhưng năm 1900, Plank còn phát hiện rasóng ánh sáng còn có tính gián đoạn, tính lượng tử Einstein hoàn chỉnh quanniệm này của Plank khẳng định tính chất hạt của ánh sáng trong cả quá trìnhbức xạ, truyền đi và hấp thụ trong tên gọi photon

Lượng tử ánh sáng có tính chất sóng Điều đó thật dễ giải thích đối vớiquan niệm mới về ánh sáng: Lượng tử ánh sáng có cấu trúc hạt-phản hạt Hạt

có năng lượng dương, phản hạt có năng lượng âm Quá trình trao đổi khôngngừng trong sự tồn tại của nó làm cho năng lượng của photon biến thiên tuầnhoàn từ dương sang âm và ngược lại tạo nên tính chất sóng

D.Broglie đã mở rộng tính chất sóng của photon, được coi là một hạt cơbản sang các hạt chất khác Lượng tính sóng hạt của các hạt chất đã gây ra sự

bí hiểm của thế giới các vi hạt Con người không thể hình dung một hạt chấtđồng thời là một sóng Thực chất của vấn đề này là ở chỗ D.Broglie đã tìm ramối liên hệ giữa năng lượng của sóng tương ứng với khối lượng của hạt Nhưvậy một hạt sẽ có một sóng tương ứng, và lầm tưởng rằng sóng này sinh ra khihạt chuyển động với bất cứ tốc độ nào Hệ thức của D.Broglie mô tả sóng củahạt ở mọi tốc độ, nhưng sóng đó chỉ có thật với một giá trị tốc độ của hạt bằng

c (tốc độ ánh sáng) Sóng đó chính là sóng ánh sáng với hạt đã bị hủy Với cácgiá trị tốc độ khác, hạt chỉ là hạt, không thể đồng thời là một sóng Thựcnghiệm đã thu nhận sóng D.Broglie nhưng đó cũng là sóng của các hạt đã bịhủy Chẳng hạn đã thu được hiện tượng sóng khi các electron tán xạ trên tinhthể, khi đó electron đã bị hủy hạt Hoặc trong thí nghiệm hai lỗ của cơ họclượng tử, mỗi electron xác định được bằng máy dò (chưa bị hủy) sẽ có tọa độxác định, không có tính chất sóng Những electron bị hủy không xác địnhđược bằng máy dò hạt sẽ gây ra tính chất sóng (hiện tượng giao thoa và nhiễu

xạ), đó là điều bí mật xảy ra trong thí nghiệm hai lỗ của cơ học lượng tử.

Như vậy lý thuyết vật lý tổng quát đã tìm ra: Sóng điện từ, sóng ánh sáng, sóng vật chất (sóng D.Broglie) thực chất chỉ là một, đều là sóng sinh ra do các hạt chất bị hủy Các sóng đó không phải sự nhiễu động của trường điện

từ, trường điện từ biến thiên, không phải là một dạng riêng của trường, mà làmột tổng thể của hạt và phản hạt

e Các loại sóng ánh sáng:

- Sóng ánh sáng có quang phổ vạch đặc trưng cho nguyên tố phát sóng:

Hiện tượng này xảy ra khi một chất ở thể hơi (bao gồm các nguyên tử riênglẻ) khi bị phóng điện hoặc đốt nóng làm cho kết cấu nguyên tử bị suy giảm thìnguyên tử bị các phản hạt thâm nhập, cả nguyên tử đồng thời bị huỷ hạt tạo ramột “photon tổng hợp” bao gồm các hạt của nguyên tử đồng thời bị hủy.Photon này khi đi qua lăng kính sẽ bị tách ra các photon thành phần với cácvạch tương ứng tạo ra một quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tố phát sáng.Các photon này có kích thước lớn tương ứng với kích thước nguyên tử thuộcloại ánh sáng nhìn thấy

- Ánh sáng có quang phổ liên tục (quang phổ nhiệt).

Khi các nguyên tử ở trong kết khối của nó nếu ở tình trạng nhiệt độ cao,dao động nguyên tử, dao động của các hạt của nguyên tử làm kết cấu nguyên

tử bị suy giảm Một số hạt rời khỏi kết cấu nguyên tử và bị hủy hạt Nhiệt độcàng cao số hạt nặng ở trung tâm nguyên tử bị hủy càng nhiều, tạo ra một bức

xạ với hỗn hợp các hạt bị hủy có quang phổ liên tục gắn với tỷ lệ các hạt nặng

bị hủy trong thành phần của bức xạ, với tình trạng nhiệt độ Đó là bức xạnhiệt

Khi ở nhiệt độ thấp hơn, vật thể vẫn hàm chứa một lượng photon các loạitương ứng với tình trạng nhiệt độ của vật Bức xạ này thu được từ mọi vật thểphát ra gọi là bức xạ của vật đen

- Bức xạ là sóng điện từ:

Sóng điện từ phát ra khi điện tích chuyển động có gia tốc hoặc dòng điệnmạch động trong máy phát sóng gắn liền với sự biến thiên của điện trường Sựnhiễu động của điện trường chưa phải là sóng điện từ, mà gắn liền với biếnthiên của điện trường là từng đợt điện tử bị bứt khỏi điện tích và vật dẫn, và bịhủy hạt Những điện tử này bị hủy hạt tạo ra lượng tử sóng điện từ (e++e-)

có cấu trúc electron-pozitron Từng đợt lượng tử sóng điện từ có cấu trúc (e+

-e-)phát ra theo từng nhịp mạch động của máy phát sóng, đó mới là thực thểcủa sóng điện từ Nếu như tạo được một máy phát sóng siêu hạng, có thể phátsóng với mọi tần số tùy ý, cũng không thể phát ra các bức xạ khác như ánhsáng nhìn thấy hay tia X, tia Gama, vì đó là sản phẩm của các hạt khác bị hủychứ không phải của điện tử bị hủy Điều này khác với quan niệm hiện nay làcác bức xạ đó chỉ khác nhau về tần số của máy phát sóng tương ứng với nănglượng của photon Trái lại ở đây năng lượng của lượng tử bức xạ gắn liền vớikhối lượng của hạt bị hủy tạo ra bức xạ Khi tăng nhịp mạch động tức tần sốcủa máy phát sóng cũng chỉ là tăng số lượng các lượng tử sóng điện từ phát ranhưng cũng chỉ một loại lượng tử có cấu trúc (e- + e+), có bước sóng xác địnhriêng (bước sóng này rất nhỏ gắn với độ phân giải rất cao trong kính hiển viđiện tử) chứ không phải ứng mọi tần số của máy phát sóng

Tóm lại, bức xạ sóng điện từ được phát ra khi điện trường biến thiên gắn

với chuyển động có gia tốc của điện tích hoặc dòng điện mạch động trong máy phát sóng là do các điện tử rời khỏi nguyên tử và bị hủy hạt tạo ra, với cấu trúc electron-pozitron trong mỗi lượng tử có tần số và bước sóng xác định riêng (tính được theo công thức D.Broglie) với giá trị tốc độ của electron=c (tốc độ ánh sáng) và khối lượng của electron Các lượng tử sóng điện từ này

khi đập vào vật dẫn điện sẽ đẩy các điện tử tự do trong vật dẫn tạo ra dòngđiện (chẳng hạn trong cần angten của máy thu)

- Bức xạ đơn sắc của các hạt nặng.

Dựa trên quan niệm photon có cấu trúc hạt-phản hạt, mỗi loại bức xạ đều

do một lọai hạt bị hủy tạo ra Sóng điện từ do electron bị hủy tạo ra thì các bức

xa đơn sắc năng lượng cao khác là do các hạt nặng khác bị hủy tạo ra Chẳnghạn trường hợp tia Rơnghen, ta nhận thấy rằng khi chiếu chùm tia âm cực(chùm điện tử) vào kim loại nặng, nó sẽ đẩy lớp vỏ điện tử của nguyên tử vềmột phía làm cho các phản hạt tiếp cận được với các hạt của hạt nhân và đãxảy ra sự huỷ hạt xẩy ra đối với một hạt nào đó (chưa được khảo sát) tạo rabức xạ X Cũng tương tự như vậy đối với tia Gamma phát sinh trong quá trìnhhạt nhân Quan niệm mới này mở ra hướng nghiên cứu cấu tạo của nguyên tửmột cách xác thực hơn

- Laser.

Các hạt nặng cùng loại khi bị huỷ hạt sẽ tạo ra bức xạ đơn sắc năng lượng cao,

có cùng độ hội tụ tạo ra tia Laze

II MÔ HÌNH DẠNG TỒN TẠI CÁC THIÊN THỂ.

Vào những đêm ít mây, ta thấy bầu trời đêm lâp lánh muôn ngàn vì sao

Vũ trụ bao la là tập hợp của muôn ngàn thiên thể đó Newton vĩ đại đã pháthiện ra và xác định được lực tương tác giữa các thiên thể, lực quy định quỹđạo chuyển động các thiên thể trong vũ trụ trong công thức:

2 2 1

r

m m g

Einstein đã coi tương tác hấp dẫn là tính chất hình học của không gian.Song các đường cong không gian đó cũng không làm giảm bớt tính bí hiểmcủa trường hấp dẫn mà nó còn đưa lại những hệ quả còn bí hiểm hơn nữa: Đó

là kỳ dị vụ nổ lớn và lỗ đen Và công nhận kỳ dị cũng là công nhận sự bất lựccủa trí tuệ con người đối với bản chất của tự nhiên

Lý thuyết vật vật lý tổng quát xuất phát từ thành tựu của vật lý hạt nhân

về sự phát hiện các phản hạt trong lý thuyết và thực nghiệm, và dựa trên quyluật mâu thuẫn thống nhất của phép biện chứng duy vật đưa ra mô hình dạngtồn tại các thiên thể nhằm tìm ra cơ chế tương tác hấp dẫn của chúng

Như đã khẳng định về bản chất của lượng tử sóng điện từ cũng như lượng

tử sóng ánh sáng có cấu trúc hạt-phản hạt, nó sinh ra từ sự hủy hạt Như vậynơi nào có phát sinh bức xạ photon thì nơi đó phải có mặt các phản hạt.Nhưng sự có mặt các phản hạt đó hiện nay không được thừa nhận Quan niệmhiện nay cho rằng các phản hạt không tồn tại trong thế giới chúng ta với lý donếu chúng tồn tại thì thế giới chúng ta đã bị hủy hết

Ta nhận thấy rằng trong tất cả các trường hợp xảy ra bức xạ photon thìphải có điều kiện các hạt rời khỏi kết cấu nguyên tử hoặc kết cấu nguyên tử bịlỏng lẻo do tình trạng nhiệt độ Trong bom hạt nhân kết cấu nguyên tử bị phá

vỡ do các nơtron nhanh vượt qua lớp vỏ điện từ đập vào hạt nhân Quá trình

dây chuyền này xảy ra sự huỷ hạt khủng khiếp Như vậy, chính kết cấu nguyên

tử đã bảo tồn các hạt nên không xảy ra sự hủy hạt khi nguyên tử ở trạng thái bền vững, chứ không phải các phản hạt không có mặt trong thế giới chúng ta.

Khi dùng hạt được gia tốc bằng máy gia tốc hạt, bắn phá nguyên tử, cáchạt bị văng ra khỏi kết cấu nguyên tử Các phản hạt xuất hiện từ “chân khôngvật lý” hay từ “đại dương Dirac” bám theo và xảy ra sự hủy hạt Xuất xứ củacác hạt là từ kết cấu nguyên tử Còn đối với các phản hạt xuất hiện không cóxuất xứ được gọi là từ “chân không vật lý” hay từ “đại dương Dirac”, thì xuất

xứ đó theo Lý thuyết vật lý tổng quát chính là trường hấp dẫn Trong hiệntượng hủy hạt và sinh hạt, các hạt đã xuất hiện và biến mất trong kết cấunguyên tử, các phản hạt cũng xuất hiện và biến mất trong trường hấp dẫn.Đồng thời ta thấy rằng các thiên thể cùng tồn tại với trường hấp dẫn của nó.Không có trường hấp dẫn, các thiên thể không tồn tại, nó sẽ vỡ vụn trongkhông gian Trường hấp dẫn chính là mặt đối lập trong thể thống nhất của tồntại các thiên thể Mặt đối lập của kết cấu khối lượng, kết cấu các hạt cơ bảnkhông thể khác là phản khối lượng, là tập hợp các phản hạt

Từ những điều trên đây, ta đi đến xác lập mô hình tổng thể của tồn tại cácthiên thể, một dạng tồn tại cơ bản khác của thế giới tự nhiên

Thiên thể là một thể thống nhất, bao gồm một mặt là tập hợp các hạt trong cấu trúc nguyên tử kết cấu nên khối lượng của thiên thể, mặt khác là tập hợp các phản hạt có cùng số lượng và chủng loại tương ứng với các hạt chất kết cấu nên thiên thể, đồng tâm với tâm thiên thể và mở rộng vào không gian với mật độ giảm dần theo bình phương khoảng cách với tâm của nó tạo ra kết cấu trường hấp dẫn của thiên thể.

Các phản hạt tạo nên kết cấu trường hấp dẫn, có đặc tính vừa linh động vừaxác định Linh động ở chỗ gần như tức thời chiếm vị trí cân bằng (về phân bốlực và về điện) đảm bảo tính chất phân bố lực và trung hòa điện của trường

hấp dẫn Xác định ở chỗ luôn luôn tồn tại ở vị trí cân bằng Nói tóm lại các phản hạt trong kết cấu trường hấp dẫn bị ràng buộc chặt chẽ với hạt trong kết cấu khối lượng, làm nên tính chất quán tính của trường hấp dẫn.

Mô hình này làm sáng tỏ hai thuộc tính của thiên thể, vật thể là hấp dẫn vàquán tính cũng như những đặc tính khác của trường hấp dẫn tạo nên tạo sựtương tác giữa các thiên thể, vật thể hình thành quần thể các thiên thể (thiênhà) cũng như các hệ hành tinh mà các phương trình hấp dẫn của Newton vàEinstein đã mô tả:

2.1 Lực hấp dẫn giữa các thiên thể, vật thể:

Ta biết hiện tượng huỷ hạt (hạt + phản hạt → photon) Sở dĩ có hiện tượnghuỷ hạt là vì, cũng tương tự như giữa electron và proton, giữa các hạt và phảnhạt đối xứng nhau hoàn toàn, đương nhiên có sự tương tác Tương tác điện đạttới cân bằng trong kết cấu nguyên tử, tương tác hạt - phản hạt đạt đến cân

bằng trong kết cấu photon Nguyên tử là một “hạt” trung hoà về điện, photon

là một “hạt” trung hoà về hấp dẫn và quán tính Giữa hạt trong kết cấu nguyên

tử và phản hạt bị phân ly ngoài nguyên tử vẫn duy trì một tương tác Tươngtác này có xu hướng lôi kéo hạt ra khỏi kết cấu nguyên tử Chính các phản hạtphân ly ngoài nguyên tử đã làm các nguyên tử hấp dẫn lẫn nhau dẫn đến sựhấp dẫn giữa các thiên thể, vật thể bằng môi trường phản hạt bao quanh nó Cùng tồn tại với kết cấu khối lượng của thiên thể, vật thể là một môi trườngphản hạt hỗn hợp trung hoà điện tương ứng với số lượng và chủng loại của cáchạt tương ứng với các hạt kết cấu nên khối lượng của thiên thể, đồng tâm vớitâm của thiên thể và mở rộng vào không gian với mật độ giảm dần theo bìnhphương khoảng cách với tâm của nó Do đó, ở phía hai thiên thể (cũng như vậtthể) đối diện nhau, mật độ các phản hạt đậm đặc hơn các phía khác Trườnghấp dẫn không còn phân bố đồng đều xung quanh thiên thể, vật thể mà đã trởnên đậm đặc hơn ở phía đối diện nhau tạo ra lực hút giữa chúng Khoảng cáchcàng ngắn mật độ các phản hạt càng đậm đặc do đó lực hút càng mạnh tạo ragia tốc trọng trường

Cơ chế này cũng giải thích vì sao lực hấp dẫn luôn luôn là lực hút, chỉ cómột cực và nó lại rất yếu trong khi tương tác hạt-phản hạt là một tương tácmạnh giống với tương tác điện

2.2 Cơ chế của lực quán tính:

Như đã xác lập ở mô hình tồn tại các thiên thể Thiên thể cùng tồn tại vớitrường hấp dẫn là một môi trường phản hạt hỗn hợp trung hòa điện đồng tâmvới tâm thiên thể và mở rộng vào không gian với mật độ giảm dần theo bìnhphương khoảng cách với tâm của nó Môi trường này bị ràng buộc chặt chẽvới cấu trúc khối lượng của thiên thể, vật thể Khi thiên thể, vật thể chuyểnđộng quán tính nó lôi kéo hoàn toàn môi trường phản hạt này Hạt thay đổi vịtrí một khoảng bao nhiêu phản hạt cũng thay đổi một khoảng đúng như vậy.Môi trường phản hạt bị lôi kéo này chính là không gian của các hiện tượng cơhọc, luôn luôn như nhau đối với vật thể chuyển động quán tính, tạo ra các hệquy chiếu quán tính bình đẳng Đó là bản chất của nguyên lý tương đối Ga-li-lê

Khi vật thể nhận được một ngoại lực nó sẽ chuyển động có gia tốc, tâm củavật thể rời khỏi tâm hấp dẫn của nó Bây giờ môi trường phản hạt trở nên đậmđặc hơn ở phương ngược chiều với phương chuyển động của vật thể, (tương

tự như trường hợp môi trường phản hạt ở phía hai thiên thể, vật thể đối diệnnhau) và xuất hiện lực quán tính kéo vật thể ngược lại với phương chuyển

động của nó Lực quán tính do đó là lực cùng bản chất, cùng trị số cùng cơ

chế với lực hấp dẫn Nguyên lý tương đương của thuyết tương đối rộng

Einstein đã được làm rõ

Như vậy, trường hấp dẫn không chỉ thể hiện sự phân bố lực xung quanhmột vật thể, thiên thể mà còn có tính chất luôn gắn với vật thể, thiên thể theochuyển động quán tính tạo ra sự như nhau của các hệ quy chiếu quán tính đốivới các hiện tượng cơ học và lực quán tính Phương trình hấp dẫn của Newtonchỉ mô tả một tính chất của trường hấp dẫn Đó là sự phân bố lực xung quanhthiên thể, vật thể, lực quy định quỹ đạo chuyển động của các thiên thể trongkhông gian Trong khi đó Einstein xây dựng lý thuyết hấp dẫn từ hệ quy chiếuquán tính của thuyết tương đối hẹp đã đưa thêm yếu tố quán tính vào phươngtrình hấp dẫn của mình Trường hấp dẫn của Einstein là trường hấp dẫn của hệquy chiếu quán tính, trường hấp dẫn trong thời gian, trong khi trường hấp dẫncủa Newton chỉ là trong không gian (trong một thời điểm) Vì vậy phươngtrình hấp dẫn của Einstein đầy đủ và chính xác hơn nhưng cũng phức tạp hơnrất nhiều

Song cả hai lý thuyết hấp dẫn của Newton và Einstein không chỉ là môhình toán học mô tả quy luật và tính chất của lực hấp dẫn, chưa có nguyênnhân của sự hấp dẫn, mà còn làm hiểu sai nguyên nhân đó ở chỗ cho rằng:Các thiên thể, vật thể có khối lượng hấp dẫn lẫn nhau, các hạt có khối lượnghấp dẫn nhau, khối lượng hấp dẫn khối lượng Các đường cong không giantoán học của Einstein có thể tiến đến vô hạn, lực hấp dẫn trở nên siêu mạnhnén ép các hạt hòa nhập vào nhau và thu hẹp kích thước tới mức bằng không,chứng minh cho mô hình kỳ dị “vụ nổ lớn” và “lỗ đen”

Lý thuyết vật lý tổng quát chỉ ra rằng, các hạt có khối lượng không hấp dẫn lẫn nhau mà chỉ hấp dẫn các phản hạt phân ly ngoài nguyên tử tạo ra trường hấp dẫn Sự tồn tại trường hấp dẫn xung quanh thiên thể, vật thể mới dẫn đến sự hấp dẫn lẫn nhau của thiên thể, vật thể đó Các hạt có khối lượng không hấp dẫn lẫn nhau mà chỉ hấp dẫn các phản hạt tương ứng đến mức

“hòa” vào nhau trong kết cấu photon tạo ra một dạng tồn tại độc lập với dạng tồn tại thiên thể (Những thí nghiệm khảo sát lực hấp dẫn giữa các hạt

đã không thành công, không phải vì lực đó quá nhỏ mà vì chúng không tồntại) Lực hút hấp dẫn giữa các vật có khối lượng, có giới hạn từ nguyên tử trởlên, do các phản hạt bị phân li ngoài nguyên tử tạo ra Giữa các hạt cơ bảnkhông có tương tác hấp dẫn mà chỉ có tương tác giữa hạt và phản hạt

2.3 Trường hấp dẫn, điện trường, từ trường.

Đương thời Einstein đã rất băn khoăn về sự tồn tại hai cấu trúc không gianđộc lập với nhau Đó là không gian của trường hấp dẫn và không gian củatrường điện từ Einstein cố tìm một trường thống nhất bao trùm cả hai khônggian đó Song lý thuyết trường thống nhất của Einstein đã không thành công

Lý thuyết vật lý tổng quát đã xác định thực thể vật lý của trường hấp dẫn:

Đó là một môi trường phản hạt trung hòa điện được phân bổ giảm dần theobình phương khoảng cách với tâm vật thể Điện trường, từ trường là môitrường điện từ có cùng sự phân bổ giảm dần theo bình phương khoảng cáchvới tâm của nó như trường hấp dẫn Vậy có gì thống nhất giữa các trường đó?

Ta hãy xem xét chúng

2.4 Sự phát sinh điện trường, từ trường:

Khi dòng điện chuyển động trong dây xoắn lò xo, do lực ly tâm các điện

tử có xu hướng rời khỏi vật dẫn Trường hấp dẫn bao gồm các phản hạt hỗnhợp Các pozitron có trong trường hấp dẫn liền tụ tập xung quanh những điện

tử đó Xung quanh một ống dây như vậy đã xuất hiện từ trường Vậy từ trường

là tập hợp các pozitron, cũng được phân bổ giảm dần theo bình phươngkhoảng cách với ống xoắn dẫn điện trong các đường sức từ

Ngược lại, ta cho một từ trường như vậy chuyển động tương đối với vậtdẫn (có các điện tử tự do), nó sẽ lôi kéo các điện tử tự do chuyển động trongvật dẫn tạo ra dòng điện Các điện tử tự do bị từ trường lôi kéo khỏi sự ràngbuộc của hạt nhân thì chuyển động trong vật dẫn với tốc độ của dòng điện Cơchế trên đây là nguyên tắc hoạt động của máy phát điện Từ trường được tạo

ra trong ống xoắn lò xo (nam châm điện) song nó cũng được tạo ra từ “Sắt từ”hoặc các chất nhiễm từ khác Trong nguyên tử của những chất nhiễm từ, cácđiện tử có quỹ đạo đặc trưng được sắp xếp giống nhau, có xu hướng rời khỏiràng buộc của hạt nhân, do đó đã thu hút các pozitron tụ tập xung quanh, nêntạo ra từ trường

Về cơ chế phát sóng mạch động đã được trình bày ở phần bức xạ photon.Hiện tượng đó diễn ra như sau: Khi dòng điện mạch động trong khung dâymáy phát sóng, một số điện tử do quán tính đã vượt khỏi vật dẫn và xảy ra sựhủy hạt đối với các điện tử đó (e- + e+ → ) Lượng tử sóng điện từ có cấu trúcelectron-pozitron Dù máy phát sóng mạch động với tần số nào cũng chỉ tạo raloại lượng tử đó, nó khác với những bức xạ ánh sáng khác do những hạt khác

bị hủy Tương tác trên đây là tương tác giữa một hạt mang điện và phản hạttương ứng của nó Đó là một tương tác điện, đồng thời cũng là một tương tác