Art.17 — Origine della carica elettrica e calcolo del raggio atomico — Antonio Dirita

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La nostra esperienza quotidiana ci dice che la materia è capace di applicare forze a distanza su altra materia. Dunque essa è capace
di esercitare nello spazio un ruolo attivo”
e l’azione esercitata risulta proporzionale alla quantità di materia considerata.
Si dimostra anche che, quando viene imposta un’ accelerazione esterna, che tende a perturbare la sua condizione di equilibrio, la materia
oppone una 
resistenza, manifestando così il suo ruolo passivo.

Anche in questo caso la resistenza opposta a una data forza applicata risulta proporzionale alla quantità di materia perturbata.

Il ruolo attivo e passivo della materia evidenziano due sue caratteristiche assolutamente
indipendenti tra loro,
comunque dipendenti dalla quantità di materia interagente.
Quando analizziamo il ruolo attivo, possiamo parlare di materia attiva, associando alla quantità presente un numero che assumiamo come
valore della sua massa 
attiva.

Quando analizziamo il ruolo passivo, parliamo invece di materia passiva ed associamo alla quantità presente un altro numero che assumiamo
come valore della sua massa passiva.

Non abbiamo nessuna valida ragione teorica per assumere lo stesso
valore per le due masse.


Trattando la teoria generale abbiamo visto che la materia genera uno spazio rotante che imprime un’accelerazione radiale agli altri corpi
presenti.
Se nello spazio che viene considerato sono presenti due punti materiali, ciascuno di essi genera un campo rotante espresso dalle
relazioni :

                             K₁² = V₁²⋅ R₁   e   K₂² = V₂²⋅ R₂

La quantità di materia  Q₁ , che si esprime come materia attiva attraverso lo spazio rotante attivo  K₁² , occupa un punto dello spazio
rotante attivo  K₂², generato dalla materia  Q2.
Quest’ultimo esercita quindi la sua azione applicando a   Q₁  l’accelarazione radiale            ar2 = – K₂²/R2

Applicando la seconda legge della dinamica, diciamo che   Q₁   oppone una forza proporzionale all’accelerazione imposta, con

costante di proporzionalità  m  , che chiamiamo ” massa inerziale “. Si ha quindi :
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dove  F₂₁  indica la forza che lo spazio rotante  K₂² esercita sulla massa  m₁ se viene posta alla distanza  R dal centro dello spazio
rotante K₂² .
Nella relazione abbiamo due soggetti ben distinti :  uno attivo, rappresentato dallo spazio rotante che esercita l’azione,

quantitativamente indicata da  K₂² e  l’altro passivo, che subisce l’azione imposta dallo spazio rotante  K₂² ,
ed è indicato quantitativamente da
m₁.
Un discorso esattamente speculare può essere fatto per la quantità di materia Q2 .
In definitiva avremo quindi le due forze :      
A questo punto dobbiamo ricordare che all’epoca di Newton era nota solo la materia ordinaria e per essa veniva accettato il principio di
azione e reazione
 (la sua generalizzazione alle azioni esercitate a distanza è molto discutibile)
secondo il quale, in qualsiasi interazione, deve sempre essere verificata la relazione:

                                                      F12 = F21

sostituendo si ottiene :                                                   
essendo le due masse generiche, possiamo eliminare gli indici e quindi si potrà scrivere in generale :

                           K2/m = G = costante universale
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Se definiamo lo spazio rotante   “massa attiva” ed  m “massa passiva” questa relazione dice
che:
” per tutta la materia presente nell’universo “, qualunque sia il suo
suo 
livello di aggregazione, ad una grande massa passiva si associa
sempre una grande massa attiva e viceversa.

Questa affermazione, che deriva direttamente dall’applicazione del principio di azione e reazione, è ben verificata solo sulla Terra per
la materia ordinaria
e dunque solo ad essa saranno applicabili le relazioni che ne derivano.
In particolare, con semplici sostituzioni, si ricava ” la legge della gravitazione universale ” di Newton :
                                       
Pur avendo, nella interazione, ciascuna delle due masse, contemporaneamente, ruolo

attivo e passivo in questa espressione compare solo la massa inerziale e quindi, ” TACITAMENTE “,
nell’analisi del problema è stato assunto un unico valore di massa sia per il ruolo attivo che per quello passivo.

La confusione fra i due ruoli della materia ha acquistato ancora più forza quando l’indistinguibilità dei due ruoli è stata avallata da
Einstein
con il principio di equivalenza tra ” massa inerziale ” e ” massa gravitazionale “.

Purtroppo Einstein è stato molto sbrigativo nell’enunciare le conclusioni del suo esperimento mentale
dell’ascensore in caduta libera .

In quell’esperimento infatti egli metteva a confronto l’azione esercitata da un motore, o qualsiasi altro agente esterno, con quella del campo
gravitazionale, su un operatore posto all’interno di un ascensore in caduta libera nello spazio vuoto.

Ad esperimento concluso lo sperimentatore poteva affermare con certezza di non aver avvertito alcuna
differenza
tra l’accelerazione impostagli dai motori e quella imposta invece dal campo gravitazionale.
Einstein concludeva pertanto:
Non essendo le due azioni distinguibili, la massa inerziale e quella
gravitazionale rappresentano la 
stessa entità fisica e dunque sono
equivalenti.

Enunciava così il principio di equivalenza assumendo il loro rapporto uguale a uno.
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A questo punto osserviamo che la conclusione dell’esperimento e l’enunciato del principio di equivalenza così come è stato formulato
da Einstein sono corretti,
ma non è corretta l’interpretazione che è stata data.
Durante l’esperimento infatti l’operatore e gli oggetti utilizzati per la sperimentazione all’interno dell’ascensore hanno esercitato
sempre e soltanto un ruolo passivo.

Essi hanno subito passivamente in entrambi i casi “l’accelerazione che è stata imposta dai motori”e “l’accelerazione imposta invece dal
campo gravitazionale.
Quindi la coincidenza delle due accelerazioni è implicita”nell’enunciato
della seconda legge della dinamica :         m = F 
/ a
che non distingue il tipo oppure l’origine dell’accelerazione imposta alla massa .

Quando Einstein parla di massa gravitazionale si riferisce alla massa che subisce l’accelerazione imposta da un campo gravitazionale e non
alla massa che genera un campo gravitazionale.
Dunque la massa gravitazionale indicata nel principio di equivalenza non
è la massa attiva della materia,
in quanto gli operatori nell’ascensore, durante l’esperimento, non hanno
mai esercitato un ruolo attivo.

L’aver in seguito interpretato la massa gravitazionale di Einstein come massa attiva della materia, ha dato origine a una lunga e costosa
serie di esperimenti, ancora in corso, tendenti a verificare il valore unitario del rapporto tra massa inerziale e massa gravitazionale,
che verrà, naturalmente, sempre confermato,
essendo le due grandezze identiche  per definizione .

Noi però abbiamo visto che esistono in natura due forme di materia : quella ordinaria, che si aggrega nelle forme che conosciamo, e
le particelle elementari, che,
 secondo la definizione che abbiamo dato, rappresentano la forma di materia confinata nello spazio
minimo osservabile.

Se quindi fissiamo il valore dello spazio rotante  K²che viene generato dalle due forme di materia, nel loro ruolo attivo esse
risulteranno
indistinguibili,in quanto alla stessa distanza, su una massa esploratrice, esercitano entrambe la stessa azione.
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Quando però le confrontiamo nel loro ruolo passivo, imponendo loro una accelerazione esterna, ossia perturbando il loro equilibrio con
lo spazio fisico, vediamo che, spostando la materia ordinaria, il volume di spazio fisico che viene perturbato è
molto più elevato di
quello che si perturba quando si 
sposta una particella elementare che genera lo
stesso spazio rotante.

Dato che la massa  m  rappresenta l’inerzia dello spazio rotante a conservare la sua condizione di equilibrio attuale, ” il valore della
massa dovrà essere proporzionale al volume dello spazio fisico che viene perturbato “.

Dunque il rapporto      K²/m   risulterà molto elevato per le particelle elementari e piccolo per la materia ordinaria.

La relazione :                                    K²/m = G = costante universale

non è più utilizzabile per tutta la materia, in quanto il rapporto assume valori dipendenti dal livello di aggregazione.

” L’espressione della gravitazione universale “, ricavata da Newton, descrive perciò solo
un caso molto particolare di 
interazione della materia.

Essa infatti, semplicemente perchè all’epoca si conosceva solo la materia ordinaria, esclude a priori la possibilità che possa esistere,
nell’universo che conosciamo, una forma di materia avente piccola massa inerziale m con grande massa attiva K².
Per le ragioni che sono state indicate, nelle teorie correnti, per descrivere il comportamento della materia ordinaria si
utilizza l’espressione della ” forza di gravità ” ricavata da Newton.

Pur essendo l’azione della stessa natura, per le particelle elementari si fa invece ricorso ad una espressione
diversa e viene indicata come 
” forza elettrica “, messa in campo da una non ben definita ” carica elettrica “, che non
dipende dal supporto materiale, e viene indicata 
come legge di Coulomb :
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L’esigenza di introdurre la carica elettrica nasce con la scoperta delle forze di interazione tra le particelle elementari che risultano molto
elevate, mentre per la materia ordinaria delle stesse dimensioni esse risultano trascurabili.
Questo si verifica non perchè le particelle elementari abbiano proprietà diverse da quelle della materia ordinaria, ma perché è stata
interpretata in maniera 
non corretta la struttura dell’atomo di idrogeno, che è il mattone con il quale è stato costruito tutto
l’universo.
Per impostare una teoria in linea con il nostro obiettivo di unificazione, ” le due leggi devono essere
descritte da
una sola espressione “.

Con le definizioni operative che abbiamo dato, quando nel raggio d’azione della materia considerata è disponibile, “in equilibrio”, un
satellite di cui sono note le caratteristiche orbitali, il calcolo della massa attiva o della intensità dello spazio rotante
generato si presenta molto semplice.

E’ questo, per esempio, il caso di nuclei, atomi, pianeti e di tutti i corpi celesti in generale ( praticamente sempre ) .
Per esemplificare quanto abbiamo detto, ricaviamo lo spazio rotante di alcuni aggregati noti:

Protone Sono noti i seguenti dati :
energia di ionizzazione dell’elettrone nell’atomo di idrogeno :             E11e = 13,605698 eV

masse inerziali dell’atomo di idrogeno e del Sole, determinate nelle stesse condizioni, quindi con
lo stesso significato fisico, qualunque esso sia :

              mH = 1,67353404 ⋅ 10‾27 Kg     ;       ms = 1,989085 ⋅ 10³⁰ Kg

rapporto tra le masse di protone ed elettrone ricavato per via gravimetrica :

                                         mp/me = 1836,152756

Tenendo conto che l’energia di estrazione coincide, numericamente, con l’energia cinetica della particella, possiamo calcolare la
velocità dell’elettrone in orbita con la relazione :
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il raggio dell’orbita elettronica fondamentale può essere calcolato, con ottima approssimazione, ritenendo il Sole una sfera

perfetta di idrogeno metallico il cui raggio vale :      rs = 695843 Km .

Consideriamo ora un aggregato materiale omogeneo, formato da sfere elementari uniformemente distribuite aventi massa, raggio e
densità  m, r, δ , disposte perfettamente a contatto tra loro.  Indicando con  A  il numero delle sfere e con  mA la massa
inerziale dell’intero aggregato, si ha :

     mA = A · m1 = A · δ1 · (4/3) · π · r13 ma è anche :  mA = δA · (4/3) · π · rA3   

uguagliando le due espressioni, si ottiene :          
essendo, per ipotesi, le sfere a contatto fra loro, sarà :                    
sostituendo si ottengono le relazioni :

prendendo in considerazione il raggio e la massa del Sole, si ricava il raggio dell’atomo di idrogeno :
               

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considerando anche la sfera planetaria dell’elettrone, l’atomo di idrogeno può essere schematizzato come in figura

figura 43
e quindi il raggio del confine dell’atomo risulta :          rH = Rp0p + Rp0e = R11e + Rp0e
  e quindi :

l’orbita fondamentale dello spazio rotante del protone risulta :
                       

Nota l’orbita fondamentale, si ricava lo spazio rotante generato dal protone :

 

                   Kp2 = V11e2 · R11e = 253,2638995 m3/sec2 

elettrone —

Essendo materia nella condizione di particella elementare, quindi dello stesso tipo di quella del protone,si avrà :
     
Incidentalmente notiamo che la perfetta coincidenza del valore del raggio dell’orbita fondamentale così calcolato con quello che si
ricava per altre vie mette chiaramente in evidenza l’incoerenza della struttura interna del Sole ipotizzata
dalle più accreditate teorie correnti.
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Con un calcolo analogo, considerando il sistema Sole, Terra, Luna, si ricava :

Terra —                                              KT² = 398754  m³/sec²

Sole —                                                            Ks² = 132,725 ⋅ 10⁹   Km³/sec²

Per giustificare le forze esercitate tra particelle elementari, si è reso necessario introdurre una nuova entità fisica, la carica elettrica,
capace di dare origine a forze di molti ordini di grandezza più elevate di tutte quelle conosciute.

Osservando che l’atomo di idrogeno, formato da un protone con un elettrone in moto sull’orbita fondamentale si
presenta incapace di esercitare qualsiasi forma di azione 
misurabile e che tale situazione
si presenta anche per tutti
gli atomi formati dallo stesso numero di protoni ed elettroni,
si deduce che tale situazione viene determinata dal fatto
che elettrone e protone hanno
carica elettrica dello stesso valore assoluto, ma di segno?
opposto.

Ne consegue anche che la carica elettrica è indipendente dalla massa.

In definitiva, secondo le teorie correnti, l’atomo di idrogeno, e quindi tutta la materia nella forma ordinaria, sono perfettamente
neutri perchè sono 
formati dallo stesso numero di protoni ed elettroni.

Dato che nella legge di Coulomb non compare la massa, la carica elettrica deve essere indipendente dalla massa. per cui nelle
interazionimiste, tra masse ordinarie e particelle elementari, queste ultime devono comportarsi esattamente come la materia neutra, in
quanto  l’azione della carica elettrica sulla massa è ritenuta nulla.

Noi non conosciamo però nulla che presenti una carica elettrica senza avere una massa
inerziale.

Applicando le relazioni che sono state proposte, calcoliamo lo spazio rotante generato dall’atomo di idrogeno.

                     rs = 695843 Km           ;          ms = 1,989085 ⋅ 10³⁰ Kg

Il numero di atomi di idrogeno presenti nel sole vale:
                
e quindi si ottiene :
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Supponiamo ora di mettere in un punto qualsiasi dello spazio fisico una massa esploratrice    con una velocità   in una qualsiasi
direzione. Se essa devia dalla direzione iniziale, percorrendo una traiettoria circolare di raggio   senza alcuna ulteriore indagine
possiamo affermare che nel centro dell’orbita esiste una quantità di materia tale da generare lo spazio rotante che risulta dalla nota relazione

K²= V²⋅ R .

Se il valore calcolato risulta   K² = 253,2638995 m³/sec² , pensiamo certamente che si debba trattare di un protone, ma
potrebbe anche essere una massa ordinaria avente una uguale capacità di attivare lo spazio, diciamo “la stessa massa attiva”.

Non possiamo però privilegiare nessuna delle due ipotesi, in quanto  nella nostra teoria e in tutte quelle correnti le
dimensioni 
degli aggregati non entrano nelle relazioni che descrivono il loro comportamento.

Secondo quanto abbiamo finora visto possiamo dire che, se nel centro si ha materia ordinaria, la sua massa inerziale dovrà essere
uguale a :

      
se invece abbiamo un protone, la massa inerziale presente nel centro sarà :
         

Possiamo dunque scoprire la natura della materia generatrice dello spazio rotante solo applicando una forza esterna tendente
a rimuoverla dal centro.

Se la resistenza opposta risulta elevata, si tratta di materia ordinaria. Se invece la resistenza risulta molto ridotta, quasi trascurabile, si tratta
di un protone.
Le due masse non differiscono per la loro capacità di esercitare azioni, ma esclusivamente per la resistenza che
esse oppongono al tentativo di perturbare la 
loro condizione di moto.
Il rapporto tra le due masse risulta :
               

Non esiste un solo valore della massa del protone capace di descrivere il suo comportamento nel ruolo attivo,
quando genera azioni attraverso lo spazio rotante, e nel ruolo passivo, quando subisce un’azione tendente a rimuoverlo dalla sua
posizione.
Quando esso svolge un ruolo attivo si presenta come una massa di valore molto elevato,
mentre nel suo ruolo passivo 
manifesta un’inerzia piccolissima.

Dal confronto tra il protone ed l’atomo di idrogeno completo, si deduce che la presenza dell’elettrone nella sfera d’azione del protone
provoca nelle caratteristiche dallo spazio fisico circostante cambiamenti radicali 
tali da non consentire, assolutamente, di poter
considerare questo aggregato equivalente ad un protone con la semplice aggiunta della piccolissima massa periferica dell’elettrone, pari a
circa (1/1836) ⋅ m.
L’aggregazione dà origine infatti a una drastica riduzione della capacità del sistema di generare spazio rotante e quindi azioni a distanza,
che raggiunge livelli tali da non essere nemmeno rilevabili con i nostri strumenti.

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 Art.17 — Origine della carica elettrica e calcolo del raggio atomico — Antonio Dirita

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