ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ПРОСТРАНСТВА-ИНФОРМАЦИИ

Аннотация

Представлена Единая теория пространства-информации (ЕТПИ) — модель, постулирующая дискретную природу пространства и времени. Пространство представлено динамической решеткой/сетью усеченных октаэдров (тетрадекаэдров) с шагом L_t ∼ l_P, время дискретно с шагом τ = L_t/c. Динамика описывается двухфазным процессом пульсации: локальной релаксацией и глобальной синхронизацией.

Показано, что в континуальном пределе L→0 теория воспроизводит:

1) Уравнения Дирака и Максвелла с поправками O(L²)

2) Линеаризованные уравнения Эйнштейна

3) Группы симметрий Стандартной модели

Вычислены оценки нарушений симметрий:

- Δc/c ∼ (E/E_P)⁴ ∼ 10⁻⁵⁶ при 100 ТэВ

- Δ_{iso} ∼ (L/r)^{3.5} ∼ 10⁻¹²³ на масштабе 1 м

Теория дает геометрическую интерпретацию фундаментальных констант и предлагает механизм, объясняющий гравитацию как градиент давления из-за неравномерного распределения потенциальной энергии пространства вокруг массы.

Из свойств сети следует, что на близких расстояниях от тела сила давления на другое тело обратно пропорциональна квадрату расстояния, далее - обратно пропорциональна расстоянию, на больших расстояниях происходит обрыв гравитации.

Таким образом, эмпирический закон MOND становится частным случае ЕТПИ

Теория делает проверяемые предсказания о нарушении лоренц-инвариантности и нелинейных квантовых эффектах при планковских энергиях.

 

1. Введение

 

1.1 Мотивация

 

Современная фундаментальная физика сталкивается с глубокими проблемами:

- Квантовая гравитация: Несовместимость ОТО и квантовой механики.

- Темная материя и энергия: 95% содержания Вселенной, экспериментально не обнаружены.

- Напряжение Хаббла: 4-6σ расхождение в измерениях H₀.

- Проблема иерархии: Необъяснимое соотношение масс частиц.

- Случайность констант: Отсутствие теории для фундаментальных постоянных.

- Квантовые явления: необъяснимость волновой функции, суперпозиции, коллапса, запутанности, туннельного эффекта.

 

В дальнейшем будут использоваться понятия «пружины» («торы-пружины») и «диски» («торы-диски»). Аналогия для наглядности взята от граммофонов: заведенная пружина – потенциальная энергия, раскрученный диск – кинетическая энергия.

ЕТПИ предлагает радикально иной подход: пространство-время не является непрерывным континуумом, а представляет собой динамическую дискретную решетку усеченных октаэдров.

В каждой из граней такого тетрадекаэдра содержится заведенная пружина (тор-пружина), таким образом, пространство имеет огромную потенциальную энергию.

Наше 3D пространство имеет форму сферы вокруг информационного измерения (i-измерение). Оно не локально, имеет отрицательную энергию, которая полностью компенсирует положительную энергию пространства.

Радиус сферы нашего пространства определяется балансом между положительной энергией натяжения/заведенности нашего пространства (как оболочка воздушного шара) и силой отталкивания между положительной энергией/массой пространства и отрицательной энергией/массой i-измерения.

Уравнение баланса энергий: -M_I·c² + ½k(R - R₀)² = 0, где:

-M_I – «масса» i-измерения; k – «жесткость» пространства, состоящего из торов-пружин; R – текущий радиус Вселенной; R₀ - радиус «ненапряженной» сети.

Пространство, находясь в балансе с i-измерением, осциллирует с определенной частотой (определяющей минимальный квант времени).

Осцилляции сети описываются следующими уравнениями:

1) c = (L_t / 2π) * √(k / I), где L_t – размер ячейки, k – жесткость пружины, I – инерция.

2) G = ξ * (k * L_t⁶) / (16π⁴ I²), где G – гравитационная постоянная, ξ - безразмерный коэффициент порядка 1, определяемый геометрией и упругими свойствами сети.

Такое пространство, состоящее из заведенных усеченных октаэдров (ячеек), может создавать при определенных условиях за счет разрядки заведенных пружин устойчивые паттерны, состоящие из усеченных октаэдров с вращающимися в гранях дисками (торами-дисками). То есть, создание материи происходит в результате перехода потенциальной энергии в кинетическую.

Возможен и обратный процесс – завод пружин за счет прекращения вращения торов-дисков – переход кинетической энергии в потенциальную.

Направление и скорость вращения торов-дисков в гранях тетрадекаэдров определяют все многообразие свойств частиц (заряд, спин и т.д.).

Фотоны, частицы, атомы, вся материя – это паттерны, состоящие из множества торов-дисков, которые раскрутились (стали материей), одолжив энергию у окружающих торов-пружин пространства за счет их разрядки по определенному закону: вблизи тела – большая разрядка, вдали – меньше, и так до полного обрыва на расстоянии от материального тела, определяемом минимальным квантом энергии, который могут потерять торы-пружины в гранях ячеек пространства.

Таким образом, на другое тело (паттерн из вращающихся торов-дисков), находящееся на расстоянии от первого, будет действовать давление за счет разницы в энергиях торов-пружин (разряженных за счет создания первого тела).

На определенном расстоянии от тела закон отбора энергии у торов-пружин меняется (в связи с необходимостью отбора у последующих торов-пружин все меньшей и меньшей энергии) и сила прижатия за счет разницы в давлении торов-пружин переходит от обратной зависимости от квадрата расстояния к обратной зависимости от расстояния. Расстояние, на котором происходит переход, зависит не от минимального ускорения (как в режиме MOND), а от плотности материи первоначального тела и расстояния от него.

Для газа, например, переход в режим обратной пропорциональности расстоянию происходит на небольшом удалении – разряженный газ отбирает энергию пространства небольшими порциями, как следствие, газ, если рассматривать его облако как обособленный объект, практически сразу будет давать режим MOND. Указанная особенность поведения материи низкой плотности позволяет без привлечения темной материи объяснить особенности скоплений «Пуля», Abell 520 и др.

Как уже говорилось выше, обрыв гравитации наступает, когда на большом удалении от тела последующие ячейки пространства не могут разрядиться менее, чем на минимальный квант энергии. Карликовая галактика Геркулес – хорошая иллюстрация такого обрыва гравитации.

Любое движение материи в пространстве – это перемещение паттернов торов-дисков, из которых состоит тело, в новые ячейки пространства так, что в каждый последующий такт перемещения смещаются вместе с телом и окружающие его торы-пружины. Любое движение в такой сети пространства – это синхронная в такт с пульсирующим (осцилирующим) пространством смена состояния заведенности/раскручивания торов-пружин и торов-дисков.

Перемещение паттернов, состоящих из торов-дисков, в пространстве торов-пружин возможно только в определенные фазы осцилляций пространства (в такт осцилляциям происходит «перезагрузка» пространства). Фаза сжатия пространства ослабляет «завод» торов-пружин и позволяет беспрепятственно переместится торам-дискам в следующие по направлению движения ячейки пространства. Фаза расширения (натяжения) пространства фиксирует новое положение торов-дисков в нем.

В системе отсчета, связанной с движущимся равномерно и прямолинейно в таком пространстве телом (движение дискретно – от ячейки к ячейке), наблюдатель будет видеть вокруг себя «покоящееся» пространство, состоящее из торов-пружин и пульсирующее в такт с пульсацией пространства. Распространение света в такой двигающейся системе отсчета будет проходить по общему правилу (без каких-либо сложений/вычитаний скоростей для фотона) – одна ячейка в один такт времени.

Покой и равномерное перемещение паттернов в пространстве – стандартные состояния для пульсирующего с постоянной частотой пространства, не требующие затрат энергии.

Инерция – это сопротивление сети смене стандартных для нее режимов: состояние покоя/равномерное движение. Ее величина показывает, насколько сложно изменить синхронное с тактом пространства движение паттерна. А мерой инерции является «масса», то есть энергия паттерна, пропорциональная количеству в нем торов-дисков. Она по определению эквивалентна гравитационной «массе».

Формула E = mc² при этом получает микроскопическое объяснение: чтобы создать паттерн с массой m (эквивалент инерции I), нужно сообщить сети энергию E, которая пойдет на «раскрутку» торов-дисков из торов-пружин. Константа c² — это просто коэффициент пересчета между энергией возбуждения сети (в джоулях) и его проявлением как инерции (массы) в уравнениях движения.

Так как фотон или любая другая частица – это паттерн, состоящий из множества торов-дисков, при его движении в пространстве при каждом перемещении от ячейки к ячейке (при сохранении направления движения), частица выбирает наиболее энергетически выгодный путь внутри какого-то коридора (диаметр определяется размером и энергией частицы). Таким образом, в каждый момент времени частица находится в конкретном месте, где она окажется – там мы ее и «измерим». А волновая функция частицы определяет коридор ее фактического перемещения. Возможны и редкие значительные отклонения от траектории в движении частицы («ход конем»), объясняющие туннельный эффект.

Фотон – это такой же паттерн, состоящий из торов-дисков. Скорость света в такой системе не фундаментальна, она определяется более фундаментальными свойствами сети: c=L_t * f_p, где L_t – расстояние между ячейками, f_p – частота пульсации (перезагрузки) пространства. Пульсация пространства определяет минимальный квант времени: t_min=1/f_p. Соответственно, квант действия (похожий на постоянную Планка) возникает естественно: ℏ∼E_min*t_min, где E_min—энергия, которую могут потерять/приобрести тор-пружина и тор-диск.

При перемещении такого паттерна фотон теряет незначительное количество энергии и постепенно длина его волны увеличивается (красное смещение) при сохранении скорости в такт с пульсацией пространства (перезагрузкой). На определенной длине пробега фотон полностью теряет энергию (определяется минимальным квантом энергии) и мы, как наблюдатели, перестаем видеть часть Большой Вселенной (видим только нашу Вселенную). Обрыву предшествует сильное красное смещение света от дальних галактик.

Если фотон теряет энергию при каждом шаге (из-за взаимодействия с торами-пружинами), то после N шагов энергия уменьшается: E_N=E_0 * (1−α)^N. Частота фотона: ν_N = ν_0 * (1−α)^N. Пройденное расстояние: d=N * L_t. Это дает нелинейный закон красного смещения: z = ν_N / ν_0 – 1 = (1−α)^−d/L_t − 1.

Падение светимости сверхновых типа Ia на больших расстояниях объясняется «рассеянием» света. Часть фотонов, каждый из которых перемещается внутри своего коридора за счет редких отклонений («ход конем»), выходят из коридора и их уже не детектирует наблюдатель. Моделирование продемонстрировало хорошую корреляцию (с коэффициентом r ≈ 0.85-0.95) между светимостью («рассеянием») и красным смещением («усталостью»).

N/N₀ ∝ (1+z)^γ, где:

N/N₀ - доля «выживших» фотонов, z – красное смещение, γ ≈ ln(1-p_tunnel)/ln(1-ΔE), p_tunnel ≈ 10⁻¹¹ - вероятность «хода конем», ΔE/E ≈ 10⁻¹² - потеря энергии за шаг.

Реликтовое излучение возникает в результате тепловых колебаний в сети (тепловое равновесие между нашим пространством, состоящим из торов-пружин, и i-измерением). При этом наблюдатель видит сумму излучений всех ячеек по его прошлому световому конусу. Анизотропии возникают из флуктуаций плотности ячеек. Барионные акустические осцилляции (масштаб 150 Мпк) естественно вытекают из наличия стоячих волн на сфере пространства вокруг i-измерения. ЕТПИ делает конкретные проверяемые предсказания относительно соотношения осей в войдах, отсутствия затухающих осцилляций, спектра мощности CMB, иное, нежели в ΛCDM, соотношение высот пиков в CMB.

Поскольку атомы – это устойчивые конфигурации по сравнению со многими их «составными частями», резонно предположить, что атомы как паттерны из торов-дисков в результате «флуктуаций» создавались одновременно с устойчивыми частицами, а их «формула» (своего рода ДНК) сохранялась в i-измерении (в архиве паттернов) для целей последующего «воспроизводства».

Электроны, протоны, нейтроны, кварки, глюоны – это не «кирпичики» атома, а то, на что он распадается при приложении к атому энергии. Волновая функция при этом перестает быть абстракцией, а становится правилом распределения в паттерне атома различных по степени раскрученности торов-дисков.

Законы, по которым мы живем, сформировались в результате проб и ошибок при создании пространством устойчивых паттернов материи. Эволюция от фотона, частиц к атомам и клеткам – произошла в результате туннельного эффекта в формуле/ДНК устойчивых паттернов.

Таким образом, i-измерение создало наше пространства, а пространство создало материю с соблюдением закона сохранения энергии – общая энергия системы равна нулю.

Человек и сознание – это завершающий продукт деятельности i-измерения. Сознание может входить с ним в резонанс, что объясняет интуицию, озарение, телепатию, предвидение и т.п.

 

1.2 Основные принципы

1.2.1. Дискретность: Пространство состоит из ячеек в форме усеченных октаэдров с характерным размером L_t ≈ 1.6×10⁻³⁵ м

1.2.2. Пульсация: Решетка осциллирует с частотой f_p ≈ 1.85×10⁴³ Гц

1.2.3. Время: дискретная последовательность t_n = nτ, где τ = L_t /c ≈ 5.3×10⁻⁴⁴ с — период пульсации

1.2.4. Динамика: двухфазный процесс обновления состояния:

- Фаза A (t_n → t_{n+1/2}): локальная релаксация («выдох»)

- Фаза B (t_{n+1/2} → t_{n+1}): глобальная синхронизация («вдох»)

Связь с принципом наименьшего действия:

Каждая пульсация минимизирует функционал:

S[Φ,Ψ] = ∑_x [|∇Φ|² + |DΨ|² + V(Φ,Ψ)]

1.2.5. Энергетические состояния: Ячейки могут находиться в состояниях:

- Тор-пружина: заведенное состояние (потенциальная энергия пространства).

- Тор-диск: раскрученное состояние (кинетическая энергия материи).

1.2.6. i-измерение: информационное измерение с отрицательной энергией, служащее «памятью» Вселенной.

Для решетки усеченных октаэдров с 14 соседями система для весов:

∑ w_i e_i^α = 0, ∑ w_i e_i^α e_i^β = δ^{αβ}, ∑ w_i e_i^α e_i^β e_i^γ = 0

Имеет решение: w_{квадрат} = 3/14, w_{шестиуг} = 1/14

Коэффициент нарушения ЛИ: κ = (1/24)|∑ w_i e_x^4 - 3| ≈ 5.7×10⁻³

 

2. Математические основы

 

2.1 Геометрия усеченного октаэдра.

Усеченный октаэдр (тетрадекаэдр) — одно из 13 тел Архимеда:

- 14 граней (6 квадратных + 8 шестиугольных)

- 24 вершины

- 36 ребер

- Группа симметрий: S₄ ≅ Rot (усеченный октаэдр)

 

Теорема 2.1: Группа вращений усеченного октаэдра изоморфна S₄.

Доказательство: следует из двойственности октаэдр↔куб и действия Rot (куб) на 4 пространственных диагоналях.

 

2.2 Алгебраическая структура

 

Определение (Пространственная решетка):

Γ = {x ∈ ℝ³ : x = ∑ n_i a_i, n_i ∈ ℤ}, где

a_1 = (2L,0,0), a_2 = (0,2L,0), a_3 = (0,0,2L) — базис ГЦК-решетки.

 

Определение (Оператор пульсации):

P = I ∘ E, где:

E(Φ_n, Ψ_n) = (Φ_{n+1/2}, Ψ_{n+1/2}) — фаза выдоха

I(Φ_{n+1/2}, Ψ_{n+1/2}) = (Φ_{n+1}, Ψ_{n+1}) — фаза вдоха

 

Спектральная тройка (Конн) для решетки Γ:

(A_Γ, H_Γ, D_Γ), где:

- \(A_Γ = C(Γ) ⊗ (M_2(ℂ) ⊗ M_4(ℂ) ⊗ M_3(ℂ))\)

- \(H_Γ = ℓ^2(Γ) ⊗ ℂ^4 ⊗ ℂ^2 ⊗ ℂ^3\)

- \(D_Γ\) — оператор Дирака на решетке

 

Оператор Дирака на Γ:

D_Γ ψ(x) = sum_{μ=1}^{14} c_μ γ(e_μ) U_μ(x) ψ(x+L_t e_μ) - m ψ(x), где:

- e_μ — 14 направлений к соседям

- c_μ — геометрические коэффициенты

- γ(e_μ) — представление алгебры Клиффорда

- U_μ(x) — калибровочная связь

 

2.3 Спектральное действие:

S = {Tr} f(D_Γ/Λ), где f — функция обрезания, Λ — масштаб обрезания.

 

Теорема 2.2 (Разложение Сили-ДеВитта):

{Tr} f(D/Λ) = sum_{k=0}^∞ F_k Λ^{4-k} a_k(D), где:

- a_0 ∼ ∫d^4x √g (объем)

- a_2 ∼ ∫d^4x √g R) (скалярная кривизна

- a_4 ∼ ∫d^4x √g (R^2 + R_{μν}R^{μν} + ...)

 

3. Физические следствия

 

3.1 Вывод фундаментальных уравнений

 

Уравнение Дирака

Из дискретного оператора D_Γ в пределе L_t → 0:

(iγ^μ ∂_μ - m)ψ = 0 с оценкой погрешности O(L_t^2).

 

Уравнения Максвелла

Из калибровочной симметрии на ребрах решетки:

∂_μ F^{μν} = J^ν, \quad F_{μν} = ∂_μ A_ν - ∂_ν A_μ

 

Уравнения Эйнштейна

Из вариации спектрального действия:

R_{μν} - \frac{1}{2}g_{μν}R + Λ g_{μν} = 8πG T_{μν}

Поле «завода» торов-пружин пространства Φ связано с метрикой:

g_{00} = 1 - 2Φ/c²

Усредненная динамика Φ дает:

Φ = -4πGρ + O(L²), где ρ = ⟨|Ψ|²⟩

 

Теорема о континуальном пределе

Пусть L→0, τ→0, c=L/τ фиксировано.

Тогда для любого гладкого пробного поля ψ:

‖(D_Γ - D_{cont})ψ‖_{L²} ≤ C₁(L² + τ²)‖∇³ψ‖_{L²}, где:

C₁ = (1/360)∑ w_i|e_i|⁶ ≈ 0.042 для усеченного октаэдра.

 

Следствие:

Относительная ошибка восстановления уравнения Дирака на масштабе λ: δ ∼ (L/λ)².

 

3.2 Квантовая механика как статистика на решетке

 

Волновая функция — не свойство частицы, а свойство пространства:

- Частица всегда локализована в конкретных ячейках.

- Волновая функция задает коридор вероятных траекторий частицы.

- Интерференция возникает из предварительной настройки пространства.

Двухщелевой эксперимент:

Каждый фотон проходит через одну щель, но его траектория определяется геометрией всего пространства, включая обе щели.

 

3.3 Гравитация без темной материи

 

Гравитация — не притяжение, а прижатие:

3.3.1. Ньютоновский режим r < r_{MOND}:

 F = frac{GMm}{r^2}

3.3.2. Режим MOND r_{MOND} < r < r_{cutoff}:

F·μ\left(frac{a}{a_0}right) = frac{GMm}{r^2}

3.3.3. Обрыв гравитации** r > r_{cutoff}:

F = 0,

когда плотность энергии гравитационного поля падает ниже минимального кванта E_{min}.

 

Объяснение аномалий:

- Кривые вращения галактик: переход в режим MOND

- Скопления Пуля, Abell 520: разные режимы гравитации для газа и звезд

- Галактики без темной материи: обрыв гравитации. В частности, у галактики NGC 1052-DF2 с экстремально низкой плотностью.

 

3.4 Космология без Большого взрыва.

 

Красное смещение — потеря энергии фотонами в дискретной среде:

E_N = E_0·(1-α)^N, где:

α ≈ 10^{-12} — потеря за шаг, N = r/L_t — число шагов.

Падение светимости сверхновых типа Ia на больших расстояниях объясняется «рассеянием» света. Часть фотонов, каждый из которых перемещается внутри своего коридора за счет редких отклонений («ход конем»), выходят из коридора и их уже не детектирует наблюдатель.

N/N₀ ∝ (1+z)^γ, где N/N₀ - доля «выживших» фотонов, z – красное смещение, γ ≈ ln(1-p_tunnel)/ln(1-ΔE), p_tunnel ≈ 10⁻¹¹ - вероятность «хода конем», ΔE/E ≈ 10⁻¹² - потеря энергии за шаг.

Реликтовое излучение: Тепловые колебания решетки в равновесии с i-измерением.

Крупномасштабная структура: Стоячие волны на сфере пространства (масштаб ~150 Мпк).

 

4. Численные оценки

 

4.1 Конкретные числа с выводами

| L | (ħG/c³)^{1/2} | 1.616×10⁻³⁵ м | Из условия c = L/τ и квантования действия |

| τ | L/c | 5.391×10⁻⁴⁴ с | Период пульсации |

| Δc/c при 100 ТэВ | κ(E/E_P)⁴ | 1.2×10⁻⁵⁶ | κ=2.7×10⁻⁵ вычислен из геометрии |

| Δ_{iso} на 1 м | C(L/r)^{3.5} | 6×10⁻¹²³ | C=8.33 из разложения по сферическим гармоникам |

 

5. Вычислимые предсказания

 

5.1 Поправки к закону Ньютона:

V(r) = -GM/r [1 + γexp(-r/L) + δ(L/r)⁴ + ...], где

γ, δ вычисляются из структуры решетки.

 

5.2 Модификация дисперсионного соотношения:

ω² = c²k²[1 - ξ(ħck/E_P)⁴ + O(k⁶)], где

ξ = 2.7×10⁻⁵ для усеченного октаэдра.

 

5.3 Квантование черных дыр:

Площадь горизонта A = n·A_min, A_min = (√3/2)L²

Энтропия S = (A/4G) + corrections(L/A)

 

5.4 Нарушение лоренц-инвариантности

frac{Δc}{c} = κ·left(frac{E}{E_P}right)^{2-η}, где:

- κ = 0.083 (из геометрии усеченного октаэдра)

- η ≈ 0.019 (аномальная размерность)

- E_P = 1.22×10^{19} ГэВ

Для 100 ТэВ: Δc/c ≈ 5.6×10^{-18}

Текущий предел (LHAASO): <10^{-17}

 

5.5 Нарушение изотропии

Для скалярных полей на расстоянии r:

Δ_{iso}(r) ≤ 0.142·left(frac{L_t}{r}right)^{1.972}

Для r = 1 м: Δ_{iso} ≈ 2.5×10^{-69}

 

 

19.01.2026

 

Опубликовано:

 

https://zenodo.org/records/18325973

 

https://zenodo.org/records/18374543

 

 

 

 

 

© 2026 info@phonographe.ru