Всем известно, что сила гравитации в атоме пренебрежительно мала по сравнению с силой Кулона. И, тем не менее, задача данного раздела показать, что гравитация, то есть пространство, играет не последнюю роль в устройстве атома. Одной из характеристик такой системы служит константа тонкой структуры . Остальные характеристики задаются квантовыми числами и электрическим зарядом ядра.
Коротко, на примере Солнца, рассмотрим результаты исследований, полученные в предыдущих разделах. Гравитационный заряд окружён пространством – гравитонами, носителями гравитационного поля. Гравитоны обладают волновыми свойствами, с параметрами, однозначно определяемыми массой (Солнца). В результате вокруг космического тела существует строго заданный массой резонансно-волновой профиль пространства, в котором размещаются планеты – гиганты. Размещение планет и их характеристики строго определены профилем пространства. Всё это очень напоминает корпускулярно-волновые свойства элементарных частиц и атомы, то есть традиционные квантовые системы.
Следует отметить, что профиль пространства не является голограммой гравитационных волн, поскольку Солнечная система обладает довольно сложной иерархией, связанной с константой структуры равной отношению скорости света к скорости гравитона.
Если обобщить полученные результаты на атом, то можно предположить, что в атоме оба фундаментальных взаимодействия (электромагнитное и гравитационное) действуют на равных правах (рис. 12). Протоны и электроны обладают электрическими и гравитационными зарядами. Скорость движения электрона V в такой системе будет связана со скоростями квантов электромагнитного C и гравитационного Vg взаимодействий следующим соотношением:
или
По данным современной науки [20]. Следовательно, в атоме на равных правах участвует электричество и гравитация и постоянная тонкой структуры равна .
Схема на рис. 12 представляет собой атом. Большой круг – ядро атома, имеющее массу M и заряд Ze. Вокруг ядра находится Z электронов, каждый с зарядом e и массой me. Волновую структуру пространства вокруг ядра обеспечивает гравитация, обозначенная тонкой стрелкой (и подписанная), но и электромагнитное поле участвует в устройстве атома (обозначено широкой стрелкой и подписана).
Теперь преобразуем основные соотношения квантовой механики с учётом участия гравитации в атоме:
- Комптоновская длина волны электрона остаётся без изменения:
Рис. 12. Схема участия электромагнитного
и гравитационного взаимодействия в атоме
- Классический радиус электрона:
- Боровский радиус:
и отношение
- Удвоенная энергия Ридберга:
- Длина волны Л. де Бройля также связана с гравитацией:
так как
Следовательно, пространственная структура атома определяется константой , тогда как в макромире пространственная структура определяется константой K. Именно эта константа K может объяснить число Авогадро, закон «больших чисел» и антропный принцип.
Поскольку атом содержит электрический и гравитационный заряды одновременно (рис. 12), то максимально возможная энергия внешнего электрона невозбужденного атома составит (равна удвоенной энергии Ридберга):
Напомним, что предельная энергия – MC2 выделяется при аннигиляции, а чисто гравитационная – .
Если исходить из электрогравитационной схемы атома, то квантуется только гравитационная составляющая (рис. 12), но так как Vg входит в уравнение для энергии в первой степени, то:
(28)
Здесь n – целое положительное число, ограниченное конечной величиной – nmax.
Рис. 13 показывает хорошее согласие расчета по формуле (28) с экспериментальными данными [21].
Рис. 13. Энергия внешнего электрона невозбужденного атома – светлые точки. Гравитация квантует атомные периоды – тёмные точки
Периодическая таблица атомов также демонстрирует предопределённость структуры микромира.
В классическом виде закон Кулона и закон Всемирного тяготения имеют конечный потенциал на бесконечно больших расстояниях от заряда, то есть имеют расходимость. В разделе о Вселенной показано, что иерархия структуры Вселенной по массам и расстояниям определяется константой структуры K. Как показано выше в атоме пространственные размеры определяются константой .
К сожалению, пока трудно обосновать нижнюю границу периодической таблицы по энергии электрона на внешней оболочке невозбуждённого атома, но из рис. 13 видно, что она существует и приближённо равна Emin ? 4 эВ.
Исходя из изложенного, можно предположить наличие максимально возможного количества электронов на внешней оболочке атома nmax = 50. Наличие nmax ограничивает таблицу атомов номером Zmax = 118, а минимально возможную энергию невозбужденного атома величиной:
Отношение размеров атома к длине волны излучения внешних электронов, по порядку величины, равно:
что хорошо объясняется электрогравитационной моделью атома.
Смысл этого уравнения состоит в том, что при переходе от электрогравитационной системы (атома) к гравитационной системе меняется масштаб пространства, определяемого константой структуры K в соответствующей степени участия гравитации во взаимодействии.
Хорошее согласие оценок с наблюдениями позволяет считать атом электрогравитационной системой.