Достижения в области автомобилестроения
Открытый доступ

Абстрактный

Некоторые следствия масштабно-инвариантной модели статистической механики Больцмана от космических до фотонных масштабов

Сиаваш Х. Сохраб

Статистическая механика Больцмана управляет динамикой всех систем, состоящих из большого числа слабо взаимодействующих частиц. Стохастические квантовые поля и классические гидродинамические поля имеют общую основу, основанную на универсальном представлении статистической механики, которое справедливо в различных масштабах пространства и времени от космических до фотонных, схематически показанных на рис. 1. Поскольку классическая термодинамика также основана на статистической механике, ту же степень универсальности можно приписать науке термодинамики. Недавно была предложена квантово-механическая основа турбулентности, основанная на том факте, что энергетический спектр стационарной изотропной турбулентности управляется функцией распределения Планка. Таким образом, разрыв между проблемами квантовой механики и турбулентности был закрыт посредством связей между уравнениями Коши, Эйлера, Бернулли гидродинамики, уравнением Гамильтона-Якоби классической механики и, наконец, уравнением Шредингера квантовой механики. Кроме того, вывод инвариантного уравнения Шредингера из инвариантного уравнения Бернулли для несжимаемого потенциального потока выявил универсальную роль квантовой механики во всем спектре масштабов пространства и времени, показанных на рис. 1. В настоящем докладе основное внимание будет уделено некоторым следствиям масштабно-инвариантной модели статистической механики для обобщенной термодинамики. В частности, будут представлены примеры применения модели к чрезвычайно большим масштабам космологии, большим масштабам астрофизики и гораздо меньшим масштабам гидродинамики, молекулярной динамики, электродинамики и фотоники. Особое внимание будет уделено малым электродинамическим, фотонным и субфотонным масштабам. Масштабно-инвариантная особенность модели помогает экстраполировать законы природы на очень большие (космологические) и очень малые (субфотонные) масштабы, тем самым облегчая понимание тех областей физической науки, которые менее доступны обычной человеческой интуиции.