Гравитационные взаимодействия icon

Гравитационные взаимодействия



НазваниеГравитационные взаимодействия
страница1/3
Дата конвертации15.09.2012
Размер473.48 Kb.
ТипДокументы
  1   2   3


Глава 10. Гравитационные взаимодействия


Тяготение существует ко всем телам вообще

и пропорционально массе каждого из них.

И.Ньютон [1]

Тяжесть покоящегося тела есть ни что иное,

как задержанное движение.

М.В.Ломоносов [2]


10.1. Краткая история развития представлений о гравитации


Гравитация (тяготение) всегда считалась и до сих пор считается самой загадочной из всех сил природы. От других сил гравитацию отличает то, что ее нельзя экранировать или изменить никаким искусственным способом.

О свойствах атомов иметь тяжесть упоминал Демокрит в IV в. до н. э. Он упоминал в связи с этим, что атомы состоят из амеров – истинных неделимых частицах, которые хотя и являются частями атомов, тяжестью не обладают. За это Демокрита критиковали все последующие естествоиспытатели.

Первые высказывания о тяготении как всеобщем свойстве тел относятся к античности. Так, Плутарх писал: «Луна упала бы на Землю как камень, чуть только уничтожилась бы сила ее полета».

В XVI в. к проблеме происхождения тяготения вернулся Рене Декарт. Характерные черты учения Декарта – изгнание из науки о природе потаенных свойств и указание на возможность объяснения физических явлений движением – обусловили его живучесть, и научное направление, руководствующееся принципами Декарта, называется картезианским или кинетическим. В дальнейшем в борьбу с этим направлением вступила ньютоновская школа.

В соответствии с учением Декарта характеристикой материи является протяженность в длину, ширину и глубину, т.е. геометрическая форма. Для Декарта нет пустого пространства, не заполненного материей. Из учения Декарта следует, что равные объемы содержат одинаковое количество материи. Материальная частицы ваты плюс неощущаемая нами материя, наполняющая промежутки, дают в сумме, по Декарту, то же количество материи, как и материальные частицы такого же объема свинца. Представление о массе не выработано Декартом, тому есть веские исторические причины. Но главное, что есть у Декарта, это его уверенность в том, что взаимодействие между телами немыслимо без наличия посредствующей среды. Действие не передается через пустоту, а только через материю. В связи с этим Декарт разработал представление о вихрях эфира, движущих планеты. Он осуждает Галилея за то, что, по мнению того, тела падают в пустоте: «все, что он (Галилей) говорит о скорости тел, падающих в пустоте, не имеет основания; он должен был бы предварительно определить, что такое тяжесть, и если бы его определение было верно, то он знал бы, что ее нет в пустоте». Декарт прав: в абсолютной пустоте нет среды и потому нет никакой связи между телом, окруженным пустотой, и Землей.

В XVI и XVII вв. в Европе возродились доказательства взаимного тяготения тел. Основатель теоретической астрономии И.
Кеплер, анализируя многолетние результаты наблюдений датского астронома Тихо Браге, вывел свои знаменитые три закона небесной механики. Он считал, что движение планет не есть хотя бы упорядоченное, но самопроизвольное блуждание: оно происходит под действием некоторого внешнего агента, и этот агент есть Солнце. Его действие ослабевает по мере удаления планеты от Солнца. Кеплер говорил, что «тяжесть есть взаимное стремление всех тел», но никаких попыток понять причины такого стремления он не сделал. Кеплер пытался найти общую причину для объяснения поведения планет и понял, что такой причиной является Солнце, в котором находится «движущая душа» всей планетной системы. В области астрономического знания Кеплер своими эмпирическими законами дал вечный и незыблемый фундамент динамической астрономии, но физическое обоснование планетных движений у него совершенно отсутствует.

Ньютон задался целью найти единый закон, из которого вытекали бы все кеплеровские законы небесной механики [1]. Такой закон был им найден и назван Законом всемирного тяготения. Ньютон много сил положил на то, чтобы найти физические причины тяготения и пытался привлечь для этой цели эфир – среду, заполняющую все мировое пространство. Одним из вариантов было представление эфира в виде газа, подобного воздуху, но более тонкого и более упругого.

В письме Р.Бойлю об эфире, написанном 28 февраля 1679 г., Ньютон излагает пять предложений, уточняющих его представление об эфире [3, с. 41–43].

1) Предполагается, что по всему пространству рассеяна эфирная субстанция, способная к сжатию и расширению и чрезвычайно упругая, «одним словом, пишет Ньютон, во всех отношениях похожая на воздух, но только значительно более тонкая».

2) Предполагается, что эфир проникает во все тела, но в порах тел он реже, чем в свободном пространстве, и тем реже, чем тоньше поры.

3) Предполагается, что разреженный эфир внутри тел и более плотный вне их переходят друг в друга постепенно и не ограничиваются резкими математическими поверхностями.

4) Предполагается, что при сближении двух тел эфир между ними становится реже, чем прежде, и область постепенного разрежения простирается от поверхности одного тела к поверхности другого. «Причина этого в том, пишет Ньютон, что в узком пространстве между телами эфир уже не может двигаться и перемещаться туда и сюда столь свободно».

5) Из четвертого предложения следует, что при сближении тел и при разрежении эфира между ними при тесном сближении должно появиться сопротивление этому и стремление тел отойти друг от друга. Такое сопротивление и стремление разойтись будут возрастать при дальнейшем сближении вследствие все большего разрежения промежуточного эфира, но, наконец, когда тела сойдутся так близко, что избыток давления внешнего эфира, окружающего тела, над разреженным эфиром между телами станет настолько большим, что превозможет сопротивление тел к сближению, то избыток давления заставит тела с силою сблизиться и очень тесно сцепиться друг с другом».

Как видно из перечисленного, ньютоновские представления об эфире носят чисто качественный и во многом противоречивый характер. Это можно объяснить тем, что, правильно предположив структуру эфира газоподобной, Ньютон не имел возможности развить эту идею, поскольку свойства газов в те времена изучены не были. Результатом стали разнообразные противоречия, и в конце концов Ньютон отказался от самой идеи попытаться найти физические основы тяготения.

В конце «Principia» Ньютон говорит: «Тяготение к Солнцу составляется из тяготения к отдельным частицам его и при удалении от Солнца убывает в точности пропорционально квадратам расстояний даже до орбиты Сатурна, что следует из покоя афелиев планет, и даже до крайних афелиев комет, если эти афелии находятся в покое. Причину же этих свойств тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю. Все же, что не выводится из явлений, должно называться гипотезою. Гипотезам же метафизическим, физическим, механическим, скрытым свойствам не место в экспериментальной философии».

Однако это было сказано после того, как попытки Ньютона выяснить физическую причину существования тяготения окончились неудачей, а в результате и было сделано такое заявление, которое выглядело так, как будто искать такие причины и не надо.

Со времен Ньютона физика разделилась на две противоборствующие школы – картезианцев и ньютонианцев. Картезианцы предполагали обязательное наличие мировой среды – переносчика взаимодействий, ньютонианцы ее отрицали. Картезианцы всюду искали физический механизм явлений, они во многом ошибались в конкретных построениях, но твердо знали, что такой механизм есть у любого явления. Ньютонианцы же предполагали наличие у материальных объектов некоторых врожденных свойств, которые достаточно описать как некоторую феноменологию. Картезианцы допускали взаимодействие тел только при прямом соприкосновении, ньютонианцы допускали «actio in distance» – действие на расстоянии без какого бы то ни было промежуточного агента.

Эта борьба продолжается и сейчас. Сторонники теории относительности в философском плане являются последователями ньютонианцев. Автор этих строк – последовательный картезианец.

На протяжении многих лет физики исследовали проблему эквивалентности инертной и гравитационной масс. Смысл проблемы заключался в том, что было неясно, получают ли все тела в однородном гравитационном поле одно и то же ускорение или нет, что рассматривалось как проблема однородности тяготения и ускорения тел. Разница в тяготении и инерции могла быть обусловлена также и тем, что вес тел создавался весомой материей, в то время как инерционные силы создавались всей материей, ограниченной объемом тела (по Декарту). В эксперименте надо было использовать тела с различным удельным весом и так, чтобы проявлялись одновременно и гравитационные, и инерционные силы.

Постановка проблемы, по-видимому, принадлежит Галилею, который предложил использовать для этой цели маятник. Ньютон произвел точные опыты с качанием маятников из разных веществ, что в принципе позволяло определить разницу между инерционной и тяготеющей массами. Дело в том, что в качании маятника участвовали силы инерции и тяготения одновременно. Беря вещества различной плотности (у Ньютона – золото и дерево) и помещая их в одинаковые кадочки в центре масс, Ньютон установил с высокой точностью их эквивалентность. Позднее, в 1828 г., Бессель по такому способу исследовал золото, серебро, свинец, железо и ряд других материалов, включая вещество метеоритов, и не мог заметить никаких отклонений от пропорциональности инертной и тяжелой массы. Эта точность была повышена в опытах Этвеша с крутильными весами. С высочайшей точностью было доказано, что инерционная масса, проявляющаяся в ускоренных движениях, и гравитационная масса для веществ любого химического состава совершенно эквивалентны. Из этого впоследствии Эйнштейном был сделан вывод об одинаковой природе сил инерции, возникающих при ускоренном движении тел, и сил тяготения, что, безусловно, неверно, хотя и общепринято. С таким же успехом можно говорить об одинаковой физической природе силы тяготения и силы пружины, удерживающей груз на том основании, что они производят подобные по результатам действия, хотя и в противоположном направлении.

Численное значение постоянной тяготения G было определено впервые английским физиком Г.Кавендишем (1798), измерившим в лаборатории силы притяжения между двумя свинцовыми шарами – маленьким и большим. На этом основании им была определена средняя плотность Земли около 5 или 5,5. В Париже физик Корню измерял изменения веса шара, когда под него подносили другой шар и получил среднюю плотность Земли 5,5. Вернон Бойс около 1900 г. тщательно измерил притяжение золотого шара другим, свинцовым, и нашел современное значение коэффициента ньютоновского притяжения, а также уточнил среднюю плотность Земли 5,52 [4, с. 22].

В теории тяготения Ньютона система, находящаяся в однородном поле тяготения, совершенно эквивалентна в механическом отношении равномерно ускоренной системе отсчета. Это обстоятельство, известное более двух веков, и послужило впоследствии исходной точкой для Эйнштейна при обобщении частной теории относительности на случай ускоренных движений. Гравитационное поле можно «создать», если сообщить ускоренное движение системе отсчета и, наоборот, «уничтожить», если оно имеется, другим преобразованием.

Закон всемирного тяготения Ньютона вовсе не был сразу принят мировой научной общественностью. После выхода в свет ньютоновских «Начал» творчество английской науки по линии небесной механики надолго иссякает, дальнейшее развитие теории тяготения переходит на континент и становится важнейшим из тех задач, какие ставит перед собой французская наука. Французский ученый Алекси Клод Клеро обнаружил, что закон Ньютона недостаточен для объяснения движения лунного перигея. Он предложил дополнить закон Ньютона другими малыми членами, убывающими в третьей и четвертой степенях по расстоянию. Это было резко опротестовано французским же академиком Жоржем Бюффоном, заявившим, что «всякий физический закон лишь потому является законом, что его выражение обладает единственностью и простотой». Однако вскоре Клеро нашел у себя ошибку и согласился с законом Ньютона.

Окончательный триумф Закона всемирного тяготения произошел тогда, когда А.Клеро в 1768 г. на основании расчетов в соответствии с этим законом предсказал день появления на небосводе кометы Галлея – 12 марта 1759 года [5, с. 257]. Появление кометы точно в указанный день явилось блестящим подтверждением механики Ньютона.

Однако сомнения в абсолютной справедливости Закона всемирного тяготения были связаны еще и со скоростью распространения гравитационного взаимодействия. Из статических формул Закона вытекает, что эта скорость бесконечно велика.

В 1797 г. в «Изложении системы мира» французский ученый Пьер Симон Лаплас показал, что, из расчетов векового ускорения Луны, следует, что скорость распространения гравитации не менее, чем в 50 млн раз выше скорости света [6]. Эти расчеты никем не были опровергнуты. Не опровергнуты они и сегодня.

К середине XIX столетия выяснилось, что распространение закона Ньютона на всю бесконечную Вселенную приводит к так называемому гравитационному парадоксу, открытому немецкими учеными К.Нейманом и Х.Зелигером. Суть парадокса заключается в том, что в каждой точке пространства гравитационный потенциал оказывается бесконечно большим. В настоящее время считается, что этот парадокс преодолен в рамках релятивистской космологии.

В созданной А.Эйнштейном в 1916 г. Общей теории относительности или, как ее называют, «теории гравитации» по-иному представлена вся проблема тяготения. Обобщив выводы Специальной теории относительности на гравитацию и произвольно положив скорость распространения гравитации равной скорости света, Эйнштейн объяснил притяжение тел тем, что массы, помещенные в пространство, создают в нем гравитационный потенциал, который искривляет пространство, а искривленное пространство заставляет массы притягиваться. Таким образом, физический смысл был еще раз заменен квазигеометрическим [7].

Из Общей теории относительности вытекает возможность существования так называемых гравитационных волн – поперечных волн, излучаемых ускоренно движущимися массами (двойными звездами) и распространяющимися со скоростью света [8]. Для их обнаружения в США Дж.Вебером и в России В.Б.Брагинским были созданы специальные детекторы в виде цилиндрических алюминиевых болванок массой 1,5 т с датчиками, способными улавливать колебания цилиндров при поступлении гравитационных волн, если, конечно, эти волны в пространстве распространяются со скоростью света, а не с большей скоростью. Эти волны обнаружены не были…


10.2. Термодиффузионные процессы в эфире как основа гравитационных взаимодействий тел


Как известно, гравитационные взаимодействия присущи любым телам, обладающим массой, и, следовательно, этот вид взаимодействия носит наиболее общий характер, сопровождая любые другие явления и взаимодействия, и поэтому гравитационные взаимодействия должны иметь в качестве физической основы не менее общий вид движения эфира. Таким наиболее общим видом движения эфира является диффузионное движение молекул эфира – амеров.

Именно диффузионное движение сопровождает любые другие движения и состояния газовой среды, каковой является эфир. При этом диффузионное движение существует и при отсутствии других видов движения – поступательного, вращательного или колебательного. Следовательно, можно предположить, что наиболее распространенное движение эфира – диффузионное – и является основой наиболее распространенного вида взаимодействий – гравитационного.

Поскольку диффузионное движение есть взаимодействие путем упругих соударений большого числа частиц, то оно может иметь место лишь для большого числа этих частиц и не имеет смысла для отдельной частицы, для которой характерно в этом случае лишь поступательное движение в пространстве. Следовательно, гравитация как проявление диффузионного движения возможна лишь при наличии совокупности амеров. Это обстоятельство не было понято некоторыми исследователями творчества Демокрита, в частности Александром Афродийским и всеми последующими вплоть до современных, которые критиковали Демокрита за утверждение того, что атом (совокупность амеров) имеет тяжесть, а амер – часть атома – тяжести не имеет.

Поскольку гравитационное взаимодействие связано с веществом, рассмотрение его природы целесообразно начать с анализа взаимодействия вещества и эфира на основе диффузионного движения.

Гравитационое взаимодействие тел, происходящее в результате термодиффузионного процесса в эфире, окружающем эти тела, следует рассматривать, в первую очередь, как следствие охлаждения эфира поверхностными слоями нуклонов, образующих ядра атомов. К этому добавляется охлаждение эфира также и всеми присоединенными вихрями – электронными оболочками и оболочками Ван-дер-Ваальса, но их вклад в гравитацию невелик в силу малости массы, а также в силу незначительности понижения ими температуры эфира по сравнению с нуклонами.

В результате охлаждения эфира поверхностями нуклонов в эфире возникает градиент температур и, как следствие, градиент давлений. Тело, попавшее в поле градиента давлений начинает испытывать разность давлений эфира: со стороны тела, образовавшего градиент температуры давление эфира будет меньше, чем с противоположной стороны. То же будет и со вторым телом. Тела начнут подталкиваться эфиром друг к другу (рис. 10.1).





Рис. 10.1. Механизм гравитационного взаимодействия тел: изменение температуры и давления эфира вблизи гравитационной массы и гравитационное взаимодействие двух масс


Выше было показано, что частицы вещества представляют собой вихревые образования эфира. В вихревых же газовых образованиях температура газа всегда ниже температуры окружающей вихрь среды. Благодаря термодиффузионному процессу происходит теплообмен между вихрем и окружающей его средой. В результате теплообмена температура вихря должна непрерывно повышаться за счет притока тепла из окружающей вихрь среды, а температура окружающей вихрь среды должна снижаться. Таким образом, вокруг каждого вихря эфира имеет место неустановившийся термодинамический процесс. Время его завершения зависит от многих составляющих, в частности от отношения плотностей эфира в вихре и в свободном пространстве, от качества теплового контакта поверхности вихря и свободного эфира, от разности температур вихря и свободного эфира, от коэффициента теплопроводности среды и от некоторых других факторов.

Главным действующим лицом в создании гравитационных сил являются нуклоны – протоны и нейтроны, так как именно они являются максимально уплотненными вихрями эфира с минимальной температурой, следовательно, именно они являются главным отрицательным источником тепла, охлаждающим окружающий эфир, создающим в нем градиент температуры и тем самым градиент давления.

Сами нуклоны, обладая наивысшей плотностью и являясь цельными телами, подвержены воздействию градиента давления, другие вихревые образования – электронные оболочки, оболочки Ван-дер-Ваальса, струи эфира и т.п. – представляют собой проникающие структуры, к тому же имеющие малую удельную массу, влияние которых на гравитационные процессы не столь существенно.

Таким образом, для уяснения сущности гравитационного взаимодействия на данном этапе целесообразно остановиться на гравитационном взаимодействии только нуклонов.

Как показано в гл. 5, вокруг каждого протона температура снижается, и в окружающем пространстве возникает градиент температур эфира. Следствием градиента температур является градиент давлений эфира вокруг протонов.

Как показано в главе 5, градиент температуры в трехмерном пространстве можно представить в следующем виде:


kqq

grad T = —— Ф (r,t), (5.88)

r²


где q – мощность теплового источника,


1 д 1 ∞ -α²

Ф (r,t) = ——— r² — (– — ∫ e ); rо = 2 (5.89)

дr r r / rо

При этом


lim Ф (r,t) = 1. (5.90)

r →0.


Но градиент температур пропорционален общей мощности тепловых источников Q, поэтому


kqQ

grad T = —— Ф (r,t), (10.1)

r²


а мощность тепловых источников – протонов, заключенных в теле, пропорциональна массе тела, т.е.


Q ~ M, (10.2)


так что в окружении тела, имеющего массу M, градиент температур составит:


kмM

grad T = —— Ф (r,t) (10.3)

r²


Результирующая сила, действующая на протон, попавший в поле градиента температур первого протона, будет пропорциональна градиенту давления и объему вихря:


F = S эквLэквgradP = VэквgradP. (10.4)


Эта сила не зависит от ориентации тела в пространстве, поскольку она определяется объемом тела и градиентом давления эфира.

Отношение температуры к давлению, так же как и отношение их градиентов в эфире в околосолнечном пространстве составляет


Тэ gradTэ 2mа 2·1,5·10–114

—— = ——— = —— = ————————— = (10.5)

Pэ gradPэ 3k ρэ 3·1,38·10–23·8,85·10–12

= 8,2·10–81 К·Па.


Гравитационная постоянная может быть выражена через параметры эфира и параметры протонов – первого p1, создающего в пространстве градиент температур, и второго p2, воспринимающего градиент давлений, созданного этим градиентом температур.

Из выражения Закона всемирного тяготения Ньютона следует, что


mp1mp2

Fp1p2 = G ———— = V2gradP1, (10.6)

r²


где G – гравитационная постоянная, mp1 и mp2массы первого и второго протона соответственно, V2 – объем второго протона, а gradP1 – градиент давлений в эфире, создаваемый первым протоном, r – расстояние между протонами, и учитывая соотношения


3k ρэ 3k na

gradP1 = ——— gradТ1 = ——— gradТ1; (10.7)

2mа 2


ΔТ1 = Rp1 gradТ1, (10.8)


где k =1,38·10–23 Дж·K –1 – постоянная Больцмана; ρэ = 8,85·10–12 кг·м–3 – плотность эфира; ma = 1,5·10–12 кг – масса амера; na = 5,8·10102 м–3 – количество амеров в единице объема эфира, получаем


3k na Rp1 ΔТ1

G = —————— , (10.9)

mp1 ρp2

здесь Rp1 – радиус первого протона; ρp2 – плотность второго протона.

Таким образом, гравитационная постоянная связывает параметры эфира, параметры протонов – создающего градиент температур в эфире и воспринимающего градиент давлений, созданный этим градиентом температур, и перепад температуры на поверхности первого протона, благодаря которому и создан в эфире градиент температуры.

Отсюда гравитационная сила взаимодействия между протонами может быть выражена как


3k na Rp1 ΔТ1Vp2

Fp1p2 = ———————— . (10.10)

2 r²


Из полученного выражения видна физическая природа сил гравитации: пропорциональность числу амеров в единице объема эфира, радиусу первого протона, создающего градиент температур в эфире, объему второго протона, воспринимающего градиент давлений, созданный этим градиентом температур, и обратная пропорциональность квадрату расстояния между ними. Все приобрело простой физический смысл.

Сила, с которой протон, находящийся на поверхности небесного тела, притягивается к этому телу, равна


mpMт

Fpт = f ———— = VpgradPэ, (10.11)

Rт²

где mp = 1,6725·10–27 кг – масса протона; Mт и Rт – масса и радиус тела; Vp = 5,88·10–45 м3 – объем протона.

Отсюда находим градиент давления эфира на поверхности небесного тела:

mp Mт Mт ρp

gradPэт = G ———— = G ———, (10.12)

Rт²Vp Rт²


где ρp = 2,8·1017 кг·м–3 – плотность протона.

Соответственно, градиент температуры будет равен


2mа

gradТэ = ——— gradPэ = 8,2·10–81 gradPэ. (10.13)

3kρэ


Снижение давления на поверхности тела составит:


∞ ∞ Mт ρp Mт ρp

ΔP = gradPэ dr = G ——— dr = – ——— , (10.14)

Rт Rт r² r


и снижение температуры


2mа

ΔТ = ——— ΔP = 8,2·10–81 ΔP (10.15)

3k ρэ


На поверхности протона (mp = 1,6725·10–27 кг, Rp = 1,12·10–15 м) получим


ρp mp

gradPэp = f ——— = (10.16)

Rp²


6,67·10–11·2,8·1017·1,6725·10–27

= ——————————— = 2,32·1010 Па·м–1 ;

(1,12 ·10–15 ) 2


gradТэp = 8,2·10–81 gradPэp = (10.17)


= 8,2·10–81·2,32·1010 = 1,9·10–70 K ·м–1 .


Снижение давления эфира на поверхности протона составляет:

ρp mp

ΔPэp = f ——— = (10.18)

Rp


6,67·10–11· 2,8·1017·1,6725·10–27

= – ——————————— = - 2,8·10–5 Па ,

1,12 ·10–15


и снижение температуры составит:


ΔТэc = 8,2·10–81 ΔP = (10.19)


= 8,2·10–81·2,8·10–5 = 2,3·10–85 K,

что составляет от давления и температуры эфира в свободном пространстве ничтожно малую величину:


ΔPэC ΔТэC 2,8 ·10–6

—— = —— = ———— = 2,15·10–42. (10.20)

Pэ Тэ 1,3·1036


^ На поверхности Солнца (Мс = 1,99·1030 кг; Rc = 6,96·108 м) имеем:

ρp MC

gradPэC = f ——— = (10.21)

Rс²


6,67·10–11 · 2,8·1017·1,99·1030

= ——————————— = 7,65·1019 Па·м–1;

(6,96 ·108 ) 2


grad^ ТэC = 8,2·10–81 gradPэC = (10.22)


= 8,2·10–81·7,65·1019 = 6,3·10–61 K ·м–1.


Снижение давления эфира на поверхности Солнца равно

ρp MC

ΔPэC = f ——— = (10.23)

RC

6,67·10–11· 2,8·1017·1,99·1030

= – ——————————— = – 5,34·1028 Па,

6,96 ·108


и снижение температуры составит


ΔТэC = 8,2·10–81 ΔP = 8,2·10–81 ·5,34·1028 = 4,4·10–52 K, (10.24)


что составляет малую долю давления и температуры эфира в свободном пространстве:


ΔPэC ΔТэC

—— = —— = 4,1·10–8 . (10.25)

Pэ Тэ


На поверхности Земли ( МЗ = 5,97·1024 кг; RЗ = 6,3·106 м) имеем:

ρp MЗ

gradPэЗ = f ——— = (10.26)

RЗ²


6,67·10–11· 2,8·1017·5,97·1024

= ——————————— = 2,8·1018 Па·м –1;

(6,3 ·106 ) 2


grad^ ТэЗ = 8,2·10–8 gradPэЗ = 8,2·10–81 ·2,8·1018 = 2,3·1062 K·м–1 (10.27)


Снижение давления эфира на поверхности Земли равно

ρp MЗ

ΔPэЗ = f ——— = (10.28)

RЗ


6,67·10–11· 2,8·1017 ·5,97·1024

= – ——————————— = – 1,77·1025 Па,

6,3 ·106


и снижение температуры


ΔТэЗ = 8,2·10-81 ΔP = (10.29)


= 8,2·10–81·1,77·1025 = 1,45·10–55 K,


что составляет еще меньшую, чем для Солнца, долю давления и температуры эфира в свободном пространстве:


ΔPэЗ ΔТэЗ

—— = —— = 1,1·10–11. (10.30)

Pэ Тэ

Градиент температуры в эфире связан с тепловым потоком уравнением Фурье:


dQ/dt = – KTSgradT, (10.31)


где dQ/dt, Дж/с – поток тепла Q за единицу времени, Кт – коэффициент

теплопроводности среды, равный для эфира 1,2 ·1089 м·с3 ·K; ^ S – площадь поверхности, нормальная к направлению потока тепла, через которую течет поток, в рассматриваемом случае – площадь поверхности протона, равная σp = 1,69·1029 м2 .

Подставляя параметры, получаем


dQ/dt = –1,2·1089·1,69·1029 ·1,9·1070 = 3,85·1010 Дж·с1 . (10.32)


Запас же отрицательного тепла в протоне равен


mp (uэ² – up²)

ΔQ = —————— = (10.33)

2


1,6725·1027 (5,42 ·1046 – 32 ·1018 )

= —————————————— = 2,44·1020 Дж.

2


Следовательно, постоянная времени нагрева протона за счет тепла окружающего его эфира составит:


ΔQ 2,44·1020

Т = ——— = = ———— = 6,3·1029 с = 2·1022 лет, (10.34)

dQ/dt 3,85·1010


т.е. за время существования протона, составляющего 10–20 млрд лет, его нагрев за счет тепла окружающего эфира будет совершенно ничтожным.

Таким образом, градиент температур на малых расстояниях уменьшается пропорционально квадрату расстояния, а на больших расстояниях уменьшается значительно быстрее.

По мере удаления от вихрей эфира – частиц вещества – температура эфира повышается до некоторого значения Т, характеризующего температуру эфира в свободном от вихрей пространстве.

Таким образом, гравитационное поле получает трактовку как поле градиента давления в эфире, вызванного градиентом температур, возникшим вследствие охлаждения эфира пограничными слоями нуклонов, что подтверждено численными расчетами. При этом получает естественное физическое содержание гравитационная постоянная, в которой отражены параметры нуклона, создающего гравитационное поле, (масса), параметры другого нуклона, воспринимающего гравитационное поле (масса и объем или средняя плотность), параметры среды, содержащей гравитационное поле (коэффициент теплопровод-ности свободного эфира) и, наконец, энергетическое содержание процесса (тепловой поток).

Из изложенного вытекает также, что для свободного нуклона падение температуры на нем (и соответственно давления) эфира уменьшается на 0,9·1036 , на поверхности Солнца на 2,8·104, на поверхности Земли – на 2,5·107 доли от полных значений.

Поскольку полная энергия нуклона равна


Wp = mpvp²/2 = = 1,673·1027 (1021 ) 2 /2 = 8,4·1014 Дж, (10.35)


то относительный нагрев протона за счет теплоты окружающего эфира составит


wp = 6,67·1010/ 8,4·1014 = 0,8·1024 с1 = 2,5·1017 год1 . (10.36)


Отсюда сразу видно, что за время существования нуклона порядка 10 млрд лет нагрев протона произойдет на ничтожно малую величину.

При дальнейшем уточнении закона гравитационного притяжения масс в первом приближении можно по-прежнему считать плотность свободного эфира ρэ= const, так как изменение плотности является следствием изменения давления в среде, а в гравитационных явлениях взаимодействующие силы существенно малы по сравнению с силами других взаимодействий.

Подставляя значение gradТ и учитывая, что мощность теплового источника – всех протонов пропорциональна их числу и, следовательно, массе, получаем значение силы, действующей на массу со стороны температурного поля эфира, созданного другой массой, [11]:


M1M2

F = f ——— Ф(r, t), (10.37)

r²


где значение Ф(r, t) исчисляется по формуле (5.89).

Таким образом, удалось впервые вывести статический закон гравитационного притяжения масс, не прибегая к аппроксимации экспериментальных данных, как это было сделано Ньютоном. Приведенное выражение практически предполагает мгновенное распространение гравитации, что в принципе соответствует расчетам небесной механики.

Полученное выражение отличается от известного закона Ньютона наличием в правой части затухающей функции Ф(r, t), которая включа-ет в себя интеграл Гаусса, почти не изменяющийся на относительно малых расстояниях и резко убывающий, начиная с некоторого расстояния. Этого вполне достаточно для разрешения известного парадокса Зелигера [9], поскольку на больших расстояниях силы убывают значительно быстрее, чем квадрат расстояния. Это значит, что гравитационные силы Солнца простираются не далее пределов Солнечной системы и звезды, находящиеся на значительном расстоянии друг от друга, не притягиваются друг к другу.

Однако можно полагать, что расстояния порядка десятков астрономических единиц лежат в пределах действия закона Ньютона. Отклонения от закона Ньютона, если бы они были существенны, должны были бы сказаться в погрешностях при определении масс удаленных от Солнца планет и в погрешностях при определении параметров наиболее удаленной от Солнца планеты Плутон, поскольку эксцентриситет орбиты Плутона наибольший и составляет 0,25 (для Юпитера – 0,05; для Сатурна – 0,06; для Урана – 0,05; для Нептуна – 0,05 [10]). Однако известно, что именно орбита Плутона не укладывается в закон Кеплера, потому что Солнце не находится в фокусе эллипса его орбиты. Случайно ли?

Ожидаемым следствием отклонения закона притяжения тел от закона Ньютона является отклонение формы траектории комет от эллипсоидальной: ветви траектории комет: на удаленных участках ветви орбиты должны быть более разведенными, чем это было бы в случае точного соответствия закона притяжения закону Ньютона, и одна и та же комета должна появляться несколько позже, чем это предусмотрено точным законом Ньютона. Однако основным следствием является то, что звезды и галактики должны притягиваться между собой силами, существенно меньшими, чем это следует из закона Ньютона.

Все сделанные предположения о природе гравитации предполагают евклидовость пространства.

Целесообразно в связи с этим напомнить о некоторых эксперимен-тальных данных, якобы свидетельствующих о неевклидовости пространства. К ним относятся, в частности, аномальность движения перигелия Меркурия и отклонение света звезд около Солнца.

Как показано в [11, с. 41–43] при анализе результатов измерений должны быть учтены многие факты, существенно влияющие на их истолкование, чего практически никогда не делалось. Учет же этих факторов, на наличие которых указывали многие ученые, не позволяет считать полученные результаты подтверждениями не евклидовости пространства.

Так, при истолковании смещения перигелия Меркурия, составляющего по разным оценкам от 34 до 43 угловых секунд за столетие (!), не учитывался ряд фактов, каждого из которых в отдельности вполне достаточно для объяснения этого явления, а именно:

1) несферичность Солнца, достаточно 1/1900 (по другим оценкам 5·105) сплющивания поверхности уровня Солнца (или подповерхностного слоя большей плотности, не наблюдаемого с Земли), чтобы полностью объяснить эффект;

2) вращение Солнца, приводящее к асимметрии гравитационного поля;

3) нецентральность массы Солнца и неравномерность его плотности;

4) нецентральность вращения Солнца, поскольку и Солнце и его планеты вращаются вокруг общего центра масс;

5) наличие выбросов массы в виде протуберанцев и т.д.

При истолковании отклонения луча света звезд вблизи края Солнца по Эйнштейну должно быть 1,75″, по Ньютону – 0,84″, разница на фотопластинке составляла 0,01 мм) не были учтены следующие обстоятельства:

1) искажения в положении звезд в оптической части аппаратуры;

2) засветка фотографической пластины короной Солнца, что вызыва-ло искажения в желатине;

3) ненормальная рефракция в земной атмосфере благодаря холодно-му воздуху внутри теневого конуса Луны;

4) рефракция в солнечной атмосфере.

5) наличие вихревого движения в воздухе в теневом конусе Луны и т.п.

Кроме того, из всех возможных способов обработки результатов измерения выбирался лишь тот, который давал наиболее близкие к эйнштейновским показания.

Таким образом, никаких экспериментальных данных, якобы подтверждающих неевклидовость пространства, на самом деле не существует, реальное физическое пространство евклидово, что непосредственно вытекает из выводов об общих физических инвариантах.


10.3. Скорость распространения гравитационного взаимодействия


Как показано выше, суть гравитационного воздействия одних тел на другие заключается в создании в окружающем тела эфире градиента давления за счет охлаждения эфира этими телами. Следовательно, скорость распространения гравитации есть скорость распространения малого давления, т.е. скорость распространения звука в эфире.

Как было показано выше, при определении параметров эфира, скорость звука эфира в околоземном пространстве равна 4,3∙1023 м/с, т.е. более чем в 1015 раз превышает скорость света. С учетом запаздывания, закон гравитационного взаимодействия тел приобретает вид:


M1M2

F (t – r/cг) = f ——— Ф(r, t). (10.38)

[r(t)]²

В известную форму закона Ньютона приведенное выражение превращается при Ф(r, t).= 1 и cг = ∞.

Нижний предел скорости распространения гравитации был установлен П.С.Лапласом в 1787 г., т.е. тогда, когда скорость распространения света уже была хорошо известна. Исследовав причины векового ускорения Луны, Лаплас сделал вывод о том, что скорость распространения гравитации не менее чем в 50 млн. раз превышает скорость света [6]. Учитывая, что весь опыт расчетов положения планет в небесной механике базируется на статической формуле Ньютона, подразумевающей бесконечность скорости распространения гравитации, следует считать и оценку Лапласа и нашу оценку более верной, нежели оценка Общей теории относительности Эйнштейна, постулирующей, что скорость распространения гравитации равна скорости света…

Следует отметить, что скорость распространения гравитации во всем мировом пространстве не может быть постоянной, поскольку она зависит от температуры эфира, и, следовательно, вблизи гравитационных масс, где температура эфира ниже, будет также ниже и скорость звука, т.е. скорость распространения гравитации.

Несмотря на большую величину, скорость распространения гравитации – скорость распространения первого звука в эфире, так же как и скорость света – скорость распространения второго звука в эфире, не является принципиально предельной. Учитывая, что движение амеров происходит не пустоте, а в среде эфира-2, следует полагать, что скорость перемещения частиц эфира-2 существенно превышает скорость перемещения амеров – частиц эфира-1 или просто эфира. Соответственно скорости перемещения частиц эфиров более глубоких уровней организации материи существенно превышают скорости частиц эфиров предыдущих уровней организации материи.


10.4. Поглощение эфира гравитационными массами


Наличие в окружающем гравитационную массу пространстве градиента давления эфира приводит к тому, что и сам эфир начинает под его воздействием смещаться в сторону гравитационной массы и поглощаться ею. Поскольку гравитационными массами являются все тела, то все они поглощают эфир из окружающего пространства, в результате чего их масса увеличивается. Такое увеличение массы происходит относительно медленно, незаметно, особенно на фоне других процессов, однако для крупных тел эти изменения не только замечены, но даже и измерены. Предположение о расширении Земли за счет поглощения эфира было высказано еще Ярковским [12].

Следует отметить, что увеличение массы Земли со временем есть реальный факт, и он не может быть объяснен, например, такими процессами, как ассимиляция лучевых, корпускулярных и метеорных потоков.

Как показано Гусаровым [13], за счет этих факторов в течение 5 млрд лет Земля могла увеличить свою массу не более чем на 310-7 части ее современной массы.

Поглощенная масса космического эфира может быть усвоена Землей тремя способами:

как образование нового вещества, механизм чего в настоящее время не ясен;

как наращивание массы каждого нуклона и электронных оболочек атомов, что более очевидно;

как накопление масс эфира, которые затем перемещаются внутри земных пород.

Увеличение массы Земли должно сказаться и на непрерывном увеличении суток. Установлено, что сутки в самом деле увеличиваются на 0,0024 с за столетие. В настоящее время это увеличение суток отнесено за счет торможения вращения Земли приливными течениями, однако, такое объяснение представляется не полным.

Как показано в работах [14–17], можно считать твердо установленным факт равномерного расширения Земли, результатом этого стал отрыв материков друг от друга. Расширение поверхности Земли в настоящее время происходит в стороны от океанических рифтовых хребтов – Северо- и Южно-Атлантических, Западно-Индийского, а также Австрало-Антарктического, Южно- и Восточно-Тихоокеанских поднятий (рис. 10.2).



  1   2   3




Похожие:

Гравитационные взаимодействия iconГравитационные взаимодействия
Гравитация (тяготение) всегда считалась и до сих пор считается самой загадочной из всех сил природы. От других сил гравитацию отличает...
Гравитационные взаимодействия iconУдк 521. 1 Гравитационные поля в эфирном пространстве антонов Владимир Михайлович Липецкий государственный технический университет
В космическом эфирном пространстве гравитационные поля возникают вокруг планет и звёзд, и вызывается это распадом и аннигиляцией...
Гравитационные взаимодействия iconДокументы
...
Гравитационные взаимодействия iconПравила взаимодействия с подростками. Субъективность взаимодействия
Помочь ребенку можно только тогда, когда он ощущает себя не объектом воздействия, а творцом собственной жизни
Гравитационные взаимодействия iconКонспект занятия Тема занятия: «Общение, способы взаимодействия»
Развитие способностей эффективного взаимодействия с окружающими и конструктивного выстраивания отношений с другими
Гравитационные взаимодействия iconПономарев основные тезисы потенциальной модели антигравитационного взаимодействия тел
Целью раздела является определение направления силы гравитационного взаимодействия двух тел
Гравитационные взаимодействия iconПравила взаимодействия с детьми разных темпераментов правила взаимодействия с флегматиком

Гравитационные взаимодействия iconЭлектромагнитные взаимодействия Силовое взаимодействие проводников с током
В соответствии с законом Ампера сила взаимодействия параллельных проводников с током в вакууме определяется выражением
Гравитационные взаимодействия iconКонтрольная работа №5 по теме «Гравитационные явления»
С какой силой притягиваются друг к другу два железнодорожных вагона массами 70 т и 50 т, которые находятся на расстоянии 200 м ?
Гравитационные взаимодействия iconВ. П. Галкин Качества Человека, который изучает Мир
Мире, и философы и физиологи пользуются, как правило, общей схемой взаимодействия субъекта с Миром. Обычно выделяют следующие ступени...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов