Магнитная теория гравитации. Теория гравитации. Биметрические теории и теории с массивным гравитоном
Гравитация, как полагают историки, была первым взаимодействием, описанным математической теорией. Не важно, что Аристотель ошибался, утверждая, что объекты с разной массой падают с разной скоростью. Важно то, что гравитация была под прицелом ученых древности.
В 17 веке благодаря учениям Коперника, Галилея, Кеплера, Ньютона и других сподвижников науки, произошел качественный прорыв в изучении проблемы гравитации. Кульминацией изучения феномена гравитации стало открытие самого Закона Всемирного Тяготения, к которому мы еще не раз будем обращаться.
В наше время теоретики тоже не сидят, подпирая подбородок кулакаами, они ежедневно, час за часом стучат по клавишам клавиатур и уже написали столько, что одних только гипотез перевалило далеко за сотню, а написанное, тысячи и тысячи томов.
На сегодня, как говорит Википедия, вырисовалось три перспективных направления к решению задачи квантования гравитации: теория струн, петлевая квантовая гравитация, и причинная динамическая триангуляция. Но если еще более сказать обобщенно, то выделим два основных направления теорий гравитации – это полевая и геометрическая.
Напомню кратко читателю, что это за направления и где ищут ученые те самые неуловимые гравитоны.
Опыты Галилея и математические законы Кеплера движения небесных тел заложили фундамент для теории гравитации Ньютона . С некоторой натяжкой можно отнести данную теорию к первый полевой теории. Почему с натяжкой? Причина одна – электромагнитные волны были открыты намного позднее, уже после смерти Ньютона. В средине 18 века Фарадей, экспериментально обосновал и развил свою концепцию полевой природы материи и единства физических сил природы. Далее Максвеллу оставалось, как образно отметил Герц, лишь «одеть теорию Фарадея в аристократические одежды математики». Первая статья Максвелла по теории электромагнитного поля так и называлась: «О силовых линиях Фарадея».
Другая половина теоретиков, привлекающих в свои идеи построения теорий гравитации геометрию, считают, что на сегодняшний день любая фундаментальная физическая теория содержит в своей основе некоторый комплекс геометрических идей. Возникло и уже оформилось целое направление геометрического описания гравитации и других фундаментальных взаимодействий в многомерной схеме Калуцы-Клейна.
На сегодняшний день самой известной и даже можно сказать признанной теорией гравитации является общая теория относительности (ОТО) А. Эйнштейна. Согласно данной теории гравитация обусловлена искривлением пространства, созданное гравитирующими телами, где геометрические свойства пространства выступают в роли реально действующих сил. Любая масса искривляет пространство-время вокруг себя, другая масса, попадая в данную область искривления, испытывает на себе силу притяжения.
Эйнштейн начал с 4-х мерного пространства-времени. Затем Т. Калуца в своей классической работе 1921 г. предложил геометризовать электромагнетизм, объединив его с гравитацией путем повышения размерности пространства-времени на единицу. Калуца постулировал независимость геометрических величин от 5-ой координаты, получивших название "чудес Калуцы".
Потом к чудесам физики начали привыкать и координаты стали размножаться. После относительного спада в середине прошлого века интерес к многомерным геометрическим моделям снова возрос в 70-е – 80-е годы. Это соотносят, прежде всего, с прогрессом исследований электрослабых и сильных взаимодействий.
В дальнейшем были попытки построения многомерных теорий поля, которые должны были объединить ОТО с теориями электромагнитного, электрослабого и даже сильного взаимодействий. Появилась 6-мерная модель гравиэлектрослабых взаимодействий, содержащая основные элементы модели электрослабых взаимодействий Вайнберга-Салама. Далее – 7-мерная модель гравиэлектрослабых взаимодействий, описывающая основные элементы классической (не квантовой) хромодинамики. И, наконец, была построена 8-мерная модель грависильных взаимодействий в метрическом варианте, в которой бозонный и фермионный секторы взаимосогласованы.
Эйнштейна можно отнести к числу фантастов-прагматиков. Его творчество началось в начале прошлого столетия, а в то время население Земли было гораздо меньше, было меньше фантастов, соответственно их было меньше и среди физиков. В начале 20-го столетия общемировая численность населения Земли составляла 1625 миллионов человек. Сегодня эта численность составляет 7 млрд. человек. Росло не только общее количество людей, но росло и количество физиков. Видимо по этой причине, как считают сами ученые, гипотезы по гравитации имеют явный переизбыток. Но задача–то осталась не решенной, а поиск истины с каждой новой гипотезой расширяется в геометрической прогрессии, и это еще больше усугубляет данную проблему.
Продолжают с большей интенсивностью муссироваться идеи, так называемого «пушинга» (приталкивания). Не находя прямого ответа некоторые физики заходят сзади материи и начинают ее приталкивать и толкать, для создания видимости притяжения. Но откуда взять такую энергию? Разве что привлечь опять Бога, так атеизм не позволяет.
Эфир – непонятный, бесконечный и нескончаемый! Несмотря на то, что на рубеже веков эфир был исключен из поставщиков энергии, физики, видя, что все аргументы материи в части гравитации исчерпаны, вновь обращаются к вакууму, т.е. к эфиру. А чтобы его материализовать придумали, что вакуум не пустой, а «физический», а если физический, то и материальный, субстанциональный, и, соответственно - энергонасыщенный.
Эфир стали применять как «приталкиватели», так и «притягиватели». На эфир набросились, он стал нужен всем, как спасительная соломинка, когда ухватиться уже не за что.
Эфировые теории отвергают ОТО потому, что данная теория отрицает существование самого эфира, соответственно, отвергаются Большой Взрыв и существование Чёрных дыр. Тем самым отвергается акт появления Вселенной 13,7 млрд. лет тому назад. Вселенная, таким образом, признаётся как вечно существующей. Тогда, исходя из признания вечности Вселенной, возникают два запрета: 1) нельзя постулировать, что гравитоны необратимо преобразуются в какой-либо иной вид энергии или материи, 2) нельзя постулировать, что какой-либо вид материи необратимо преобразуется в гравитоны. В первом случае, через какое-то, достаточно большое, время исчезнут все гравитоны, а во втором случае исчезнет вся материя, и останутся одни гравитоны.
Что будем выбирать? А выбора нет!
Практически все гравитонные теории гравитации основываются на гипотезе Лесажа. В 1756 г. Лесаж предложил простую кинетическую теорию гравитации, которая давала объяснение силы в уравнении Ньютона. Из гипотезы Лесажа вытекал закон тяготения в формулировке Ньютона. Кроме того, из гипотезы Лесажа следует конечность радиуса действия сил гравитации, так как на расстоянии, большем длины свободного пробега гравитона, тяготение практически исчезает. В основе гипотезы Лесажа лежит предположение о существовании в природе хаотично движущихся с большими скоростями частиц, которые очень редко сталкиваются между собой, легко проходят через тела, изредка поглощаясь ими, или теряя часть энергии при столкновениях с частицами тела. В дальнейшем такие частицы стали называть гравитонами.
Еще немного и можно окончательно запутаться в дебрях гравитационных гипотез, поэтому нужно закончить этот короткий обзор полевой и геометрической систем подхода к проблеме гравитации, но есть еще одно весьма популярное направление – это идея теорий струн и М-теории, о которых также следует вкратце упомянуть.
Историю струн (струнная теория гравитации), ее появление относят к 1968 году, когда два молодых теоретика из ЦЕРНа, Габриэле Венециано и Махико Сузуки, занимались математическим анализом столкновений пионов. Подобные квантовые коллизии описывают с помощью матрицы рассеяния, которая позволяет найти вероятности переходов сталкивающихся частиц из начальных состояний в конечные.
В каждом конкретном случае ее обычно вычисляют лишь с некоторым приближением.
Венециано и Сузуки установили, что амплитуду парного рассеяния высокоэнергетичных пионов с высокой точностью можно вычислить с помощью бета-функции, которую в 1730 году придумал Леонард Эйлер. Данную функцию используют редко и церновские физики наткнулись на нее случайно, просматривая математические справочники. Событие вызвало немалый интерес среди других физиков, т.к. было установлено, что амплитуда пион-пионного рассеяния задается разложением в бесконечный ряд, первый и основной член которого как раз совпадает с формулой Венециано–Сузуки.
Стоило зацепиться, и как говорят – «пошло поехало».
В 1970 году квартет физиков: Ёчиро Намбу, Тецуо Гото, Леонард Сасскинд и Хольгер Нильсен обнаружили интересное совпадение. Они вывели ту же формулу, предположив, что взаимодействие между сталкивающимися пионами возникает из-за того, что их соединяет бесконечно тонкая колеблющаяся нить, подчиняющаяся законам квантовой механики. Этот неожиданный результат дал толчок изобретению моделей, представляющих элементарные частицы в виде сверхмикроскопических одномерных камертонов, вибрирующих на определенных нотах. Их-то и стали называть струнами.
Теория струн в 80-х, 90-х годах бурно развивалась, и ожидалось, что на ее основе будет сформулирована так называемая «единая теория» или «теория всего». Но, несмотря на математическую строгость и целостность данной теории, пока не найдены те самые гравитоны в экспериментах для подтверждения теории струн. Теория, возникшая, казалось бы, для описания адронной физики, но на поверку оказалась не подошедшая для этого, она оказалась в экспериментальном вакууме описания всех взаимодействий. В начале зарождения теории струн предполагалось, что она математически корректна только в случае, если пространственно-временной континуум является 26-мерным. Но потом в нее был введен спин и ее пространство-время сократилось до 10 (девять пространственных измерений и одно временное). Вот тут физики удивились тому, что теория сама выбрала размерность.
Но чего-то опять не хватало для триумфа, тогда, решая струнные уравнения, разомкнутые концы струн замкнули и получились кольца, которым соответствовали неизвестные науке безмассовые частицы со спином 2.
В 1974 году физики Шварц и Шерк заявили, что таинственная и безмассовая частица струнной модели и есть гравитон! Эти же господа подсчитали и длину данной струны, она, по их мнению, должна составлять 10 -33 см! С такими размерами объектов наука еще не встречалась.
Несмотря на все коллизии и трудности разработка теории струн, как говорят теоретики, она позволила глубже понять структуру предшествующих ей теорий квантовой гравитации.
Ну, слава Богу, хоть что-то пошло на пользу. Поэтому данная теория продолжает и дальше разрабатываться, углубляясь в пучину математических и музыкальных метаморфоз. Появились мембраны, потом их для краткости стали называть просто браны, и опять пошел количественный отсчет: 2 браны, 3 браны, p-браны и т. д. Теория струн стала превращаться в теорию бран произвольной размерности – от 1 до 9.
Мембрана – это очевидно резонатор, где усиливается музыкальный звук, издаваемый струнами. Далее ждем смычка или медиатора, после чего должна зазвучать долгожданная мелодия гравитации.
Нет, не зазвучит, не хватает самого важного элемента – музыканта.
Ждем-с… и того и другого.
Теоретики данного направления возлагают большие надежды на эксперименты на (БАК), возможно, вылетят частицы Бога с размерностью 10 -33 см.
Судя по последним экспериментам, да кажется, что-то похожее вылетело.
В физике теорий по гравитации наметился изящный, я бы даже сказал, вычурный стиль математики и экзотических терминов, Авторы пытаются перещеголять друг друга избытком теоретических тонкостей, порой совсем не относящихся к гравитации. Создание и развитие математического аппарата для описания физических взаимодействий мало способствовало, как показывает время, развитию самой теории гравитации. Зато, какие красивые и непонятные названия: кривизна пространства-времени, геометрическая и калибровочная концепция физических полей, тензор энергии-импульса электромагнитного поля, фермионные вибрации струн, хамелеонное поле и т.п. Одним словом – схоластика и далекий от реальности мир теорий уже существует сам по себе.
В данной статье я не ставил задачу охватить весь мир теорий по гравитации , существующих в полевой и геометрической форме, да это и не возможно, я лишь кратко очертил круг проблемы и ее предполагаемые подходы решения, существующие в физике. Сразу скажу, что мне они не подходят.
Заманчивость самой древней загадки тяготения, с ее обширным полем для научных фантазий, толкает теоретиков на «сизифов труд» написания новых гипотез. После чего появились новые направления: геометродинамика, эфиродинамика и т.д.
Заканчивая этот обзор теорий гравитации, добавлю еще одну фразу. Человечество живет и существует с самого его зарождения в поле гравитации, но до сих пор не нашло внятного объяснения этому физическому явлению, это говорит только об одном, что все существующие теории гравитации , на самом деле не теории, а только гипотезы, с малой долей приближения к истине. На тривиальный вопрос, поставленный в заголовке данной статьи «полевая или геометрическая – чья возьмет? », могу ответить: ничья не возьмет!
Новая теория гравитации, сформулированная в 2010 году сотрудником Амстердамского университета Эриком Верлинде, до сих пор горячо оспаривается в научных кругах. Пожалуй, ни одна идея не вызвала бы столь бурной полемики, как отсутствие темной материи во Вселенной. Кажется, сейчас теория Верлинде имеет возможность получить новые доказательства. Это стало возможно благодаря текущим наблюдениям астрономов.
Убедительные доказательства
Текущее исследование астрономов было расценено как убедительное доказательство идеи эмерджентной гравитации, когда сила тяжести может возникать спонтанно, а не быть стихийно упорядоченной природной единицей. Пока собранные доказательства находятся на стадии проверки, а результаты исследования не опубликованы в научных журналах. Однако если эта теория получит официальное подтверждение, мир в очередной раз встанет на порог научной революции. Только теперь будут опровергнуты предположения Ньютона и Эйнштейна. С другой стороны, это может расставить все точки над «и», ведь классическая и квантовая механика не могут быть использованы одновременно.
Действительно ли сила тяжести не является реальной?
Согласно гипотезе Эрика Верлинде, сила тяжести не является реальной. Она является эффектом, связанным с энтропией, или необратимым рассеиванием энергии во Вселенной. Полученные доказательства не опровергают теорию космологических постоянных, которые утверждают, что галактики окружены темными материями. Эти фундаментальные вещества не вступают во взаимодействие с видимым светом и не могут быть обнаруженными с помощью наземных приборов.
В чем суть спора?
Приверженцы теории гравитации убеждены, что темная материя является теоретической частицей, заданной несколькими параметрами. Однако теория эмерджентной гравитации происходит от расширенных физических формул. Таким образом, обе теории могут не противоречить друг другу, поскольку в новой версии за основу расчетов было принято больше переменных.
Гравитационное линзирование
Астрономические наблюдения стали возможными благодаря гравитационному линзированию. Это явление принято связывать с отклонением световых лучей в поле тяжести. С помощью линз можно объяснить образование кратных изображений различных астрономических объектов. Преломление света, направленное на тяжелые объекты, ранее использовалось и в расширенных испытаниях стандартной космологической модели.
Несмотря на то что до сих пор нет прямых ссылок на линзирование в космологических опытах, ученые могут производить оценку ожидаемого линзирующего сигнала применительно к красному смещению галактик. Вероятно, их группирование происходит под действием сил притяжения.
Новая теория может изменить представление о времени, пространстве и гравитации
Таким образом, эмерджентная сила тяжести жаждет покончить с общей теорией относительности и темной материей. Так, при тестировании можно понять, каким образом отдельные объекты могут взаимодействовать друг с другом. Если общая теория относительности предсказывает модель реальной Вселенной, то новая идея применима к изолированным, сферическим и статическим системам.
По утверждению Карла Сагана, «экстаординарные заявления требуют экстраординарных доказательств». А пока запасемся терпением и будем ждать подтверждений зарождающейся теории гравитации.
4.11. Магнитная теория гравитации.
Памяти Оливера Хевисайда посвящается.
Вступление .Обсуждая в сети различные теории гравитации и коснувшись эфирной теории в той части, согласно которой гравитационное поле есть ни что иное как нисходяший поток эфира направленный к центру Земли. И он то как раз и придавливает или увлекает к центру Земли материю. Возник очень интересный вопрос "А что дальше?" Что происходит с этим "сверхтонким веществом" далее в центре Земли. В итоге мнения разделились, одни считают, что все растет, то есть никим образом эта материя трансформируется или кавитируеться в центре Земли и звезд в элементарные частицы и далее. Другие же просто отвергают саму такую возможность основываясь на том, что слабые гравитационные поля есть у всех малых тел и веществ например метеоритов. И их то размеры всегда стабильны. Поэтому в этой статье будет изложена иная точка зрения на природу гравитации которая будет корениться или иметь своей отправной точкой, как бы "эфир" и в то же время будет самодостаточной, способной существовать и без привязки к эфиру. История магнитного поля .
Итак, в начале в свое время люди, обнаружили магнитное поле вокруг естественных магнитнов, а много позже пионеры электротехники обнаружили и описали магнитные поля и вокруг проводников с током. Прошло совсем не много времени и стало понятно, что магнитное поле всегда возникает вокруг электрического заряда который движется в свободном пространстве. Естественно раз заряд движется и в проводнике то магнитное поле возникает и вокруг проводника с током. И тогда в эпоху "эфира" это никого не удивляло. Все было естественно, есть эфир и двигаясь в нем, электрон вызывает по мере прождвижения завихрение в этом же эфире вокруг себя. Аналог это тонущий корабль. Когда он идет ко дну его сопровождает кольцевое завихрение на поверхности, это воспринимается как воронка. Скорость, вращение этого вихря задается именно скоростью погружения корабля. Естественно, что если электрон будет очень быстро двигаться в этом эфире, то вокруг него будет возникать не воронка, а то, что сейчас принято называть "цыклотронным излучением". Аналог это камень кинутый в воду, при соударении с поверхностью вода разбрызгивается, разлетается в сторону. И вокруг него образуются круги на воде, волны бегущие от центра или места падения камня на переферию. Электрон как бы взрывает эфир на своем пути, разбрасывая его в сторону. Долгое время до Эйнштейна всех эта наглядное объяснение природы магнитного поля устраивало. Но тут я оговорюсь, существование эфира не доказано. А значит это не эфир "взрываетья" это цыклотронное излучение. Магнитное поле вокруг двигающегося заряда это форма существования прострнства. Тут увы само пространство принмает форму магнитного поля и циклотронного излучения. При таком подходе "эфир" становится лишней сущностью с чем полностью согласен. Магнитные эфффекты это формы которые принимает пространство и не более. История гравитации.
Приблизительно в это же время люди начали строить и эфирные теории гравитации. Например Р. Декарт, так изложил суть наиболее известной тогда эфирной теории гравитации "Тяжесть заключается не в чем ином,как в том, что земные тела толкаются к центру Земли тонкой материей" . Конечно, эта теория все же далека до совершенства, так как остались несколько вопросов, на которые, Декарт так и не дал ответа. Вот они: 1. Что толкает или тянет саму тонкую материю к центру Земли? 2. Как утилизируется эта тонкая материя? 3. Каков механизм взаимодействия "тонкой" и "грубой" материи? Но в целом, все просто на самом то деле магнитное поле и гравитационное поле это все движение эфира, причем в случае с зарядами это движение кольцевое или вихревое. А гравитационное поле это движение того, же эфира но уже строго направленное, к центру Земли. Далее при Эйнштейне эфир отменили. И объединить эти две теории, в одну, а тем более доработать, так никто и не пробовал. Хотя возможно определенные гипотетические предположения, что гравитация и электромагнитизм это суть явления некой единой общей природы и выдвигались. Великое объединение?
Итак предлагаю пока оставить в покое "эфир" и просто как это принято в современной физике ввести постулат или предположение. Суть которого в том, что гравитационное поле это тоже магнитное поле но особой непривычной конфигурации. Смотрим рисунок.
Так гравитационное поле это магнитное поле, северный полюс или "N" которого это весь небесный свод. А южный полюс, собственно говоря то место куда направлены или двигаются условные силовые линии магнитного поля это центр Земли, именно центр Земли и есть южный полюс "N" данного постоянного магнитного поля. Возьмем два электромагнита. Включим их в сеть постоянного тока так, чтобы они отталкивались друг от друга. При этом будет наблюдаться сильное взаимодействие, выражающееся в отталкивании одноименных полюсов электромагнитов при их сближении. Отсоединим источник постоянного тока и подключим вместо него переменное напряжение такого же напряжения. Несмотря на то, что катушки включены как ранее, отталкивания мы не наблюдаем. Наоборот, наблюдается весьма слабое пульсирующее притяжение двух электромагнитов. Переменные поля способны только притягивать. Отталкивать они не способны . Точно так же ведут себя якобы гравитационные поля микро тел. Они взаимно притягиваются. Так как каждый атом Земли по существу является источником чрезвычайно слабого переменного магнитного поля,
Опять же мы видим, что притяжение вне сильных гравитационных полей обусловлено тем, что глубинно атомы это источники переменных магнитных микрополей.
Второе возражение.
Заключается в том, что магнитное поле должно быть замкнутым или закольцованным. И в рамках данного возражения можно предложить альтернативную модель гравитации. Так ранее на заре электродинамики. Эфирный вихрь вокруг двигающегося электрона считался "магнитным полем", а вот движение электрона в проводнике задавалось продольным движением эфира. От минуса к плюсу. То есть электрическое поле тоже есть по сути смещение эфира. Но прямолинейной в теле проводника. И поэтому гравитационное поле есть скорее аналог электрического поля. И взаимодействие тел с нисходящим потоком обусловлено наличием электронов в "теле" всех веществ. То есть на все тела действует ЭДС которая и тянет их к центру земли. Смелая идея но фишка в том, что ЭДС действует не только на электроны, а и на положительные ионы в тех же проводниках. Но протоны жестко вшиты в структура ионов, атомов и поэтому неподвижны. А вот если предположить, что гравитационное поле это электрическое поле, то электроны под действием ЭДС должны тянутся к центру Земли. И эта же гравиЭДС должна выталкивать ионы строго вверх. А так как количество отрицательно заряженных и положительно заряженных электронов и протонов в веществе приблизительно одинаково. То суммарная сила действующая на все тела. будет равна нулю. Что не так. Поэтому считать гравитационное поле электрическим ни к чему. Либо надо доказать почему гравиЭДС выборочно действует только на электроны игнорируя протоны, входящие в состав вещества. Что сложно если вообще возможно.
Но и тут есть очень интересное объяснение. Так ведётся довольно много рассуждений на тему того, почему наблюдаемая часть Вселенной состоит почти исключительно из вещества, и существуют ли другие места, заполненные, наоборот, практически полностью антивеществом; но на сегодняшний день наблюдаемая асимметрия вещества и антивещества во вселенной - одна из самых больших нерешённых задач физики .Так как общепринятые модели Большого взрыва утверждают, что вскоре после рождения наша Вселенная содержала одинаковое количество частиц и античастиц. Так почему же первые сохранились, а вторые исчезли?
Предположим, что Вселенная все же дуальна или зеркальна. Эту зеркальность мы наблюдаем на квантовом уровне. Так "каждому заряженному лептону соответствует своя пара нейтрино/антинейтрино:
электронное нейтрино/электронное антинейтрино; мюонное нейтрино/мюонное антинейтрино . И ничто не мешает нам предположить, что Вся Вселенная на самом деле состоит из двух половинок состоящих из вещества и антивещества. А центр гравимагнитного поля это всего лишь точка сингулярности или же точка перехода магнитного потока от обычного вещества к антивеществу в анти Вселенную. Нечто подобное мы наблюдаем в экспериментах с рождением ультрарелятивистских частиц, так в них показано, что нейтрино обладают отрицательной спиральностью, а антинейтрино - положительной .Следовательно, цепочки нейтрино и антинейтрино и создают слабое магнитное давление, а глобальном маштабе цеопчка вещество антивещество - Гравитацию. Или же направленное радиальное магнитное поле от вещества к антивеществу и наоборот, через точку сингулярности, в нашем понимании это центр Земли. Да теория сырая. Но возможно она открывает свет на проблему топлива для Звезд. При определенных условиях точка сингулярности может пропускать не только радиальной магнитной поле и инвертировать его обратно, а и пропускать антивещество из параллельной анти Вселенной в наш мир. И в этом месте или вокруг этого места, точки сингулярности и возникают звезды. Об этом процессе свидетельствуют испущенные нашим светилом нейтрино которые всегда считались побочным эффектом реакции аннигиляции .
Об отклонении электронов..
Возможно именно опыты с элементарными частицами которые двигаются в гравитационном поле могут дать ответ на вопрос о природе гравитационного поля. Это все же магнитное поле, электрическое или некое поле иной природы. Так если гравитационное поле, это все же магнитное поле особой радиальной конфигурации, то все заряженные частицы, при движении в гравитационном поле должны вести себя, так, как будто они двигаются в магнитном поле, то есть они они должны отклонятся о первоначальной прямолинейной траектории движения.
Возможно отклонение было зафиксировано при определении массы электрона?!. Но тут не все так просто.
Можно встретить, два мнения о том как была определена масса электрона.
Первый способ.
Так и не найденный автором статьи, в учебниках по физике, это то, что масса электрона была определена по снижению средней точки попадания узкого пучка относительно медленных электронов в длинной электрически нейтральной трубе. При этом электрон отклонялся в низ, на боковое же отклонение никто не обращал никогда внимание, а если оно и было, то принималось, как таковое, что находиться в пределах ошибки измерения. Что и не удивительно. Так как электроны "медленные", а величина отклонения под действием силы Лоренца сильно зависит от скорости движения заряженной частицы во внешнем поле. Так, что предполагаемое отклонение могло быть просто не обнаружено, в силу того, что целью опытов было именно определить массу электрона, а не боковые отклонения, находящиеся в прямой зависимости от скорости движения заряженных частиц.
Второй способ.
Он присутствует во всех официальных учебниках физики, согласно нему, масса электрона была обнаружена и подсчитана благодаря опыту Толмена-Стюарта . Опыт Толмена-Стюарта по наблюдению инерционного тока в металлах. Определение знака заряда носителей тока в них и соотношения e/m . Так что шанс обнаружить отклонение в электрически нейтральной трубе все же есть.
Об отклонении элементарных частиц.
Хотя тут надо уточнить, что есть мнение о том, что электрон, как это ни странно может и не отклонятся в гравитационном поле. Хотя он обладает массой покоя "Масса покоя электрона
me = 9.10938215 · 10-31 кг и отлично подвержен инерции согласно опытам Толмена=Стюарта и тем не менее. В Большой советской энциклопедии в статье "Нейтрон" (Ф. Л. Шапиро, В. И. Лущиков) написано следующее. "...Гравитационное взаимодействие нейтрона. Нейтрон - единственная из имеющих массу покоя элементарных частиц, для которой непосредственно наблюдалось гравитационное взаимодействие - искривление в поле земного тяготения траектории хорошо коллимированного пучка холодных нейтронов. Измеренное гравитационное ускорение нейтронов в пределах точности эксперимента совпадает с гравитационным ускорением макроскопических тел." Акцентируем фразу "единственная из имеющих массу покоя элементарных частиц". Она означает, что ни одна отдельно взятая элементарная частица, кроме нейтрона, не способна к самостоятельному гравитационному взаимодействию с гравитационным полем притяжения планеты . Включая электрон.
Следующим объектом, способным участвовать в гравитационном притяжении является атом водорода, где вокруг положительно заряженного протона вращается отрицательно заряженный электрон.
При распаде нейтрона образуются протон, электрон и антинейтрино. По сути дела нейтрон также как и атом водорода состоит из протона и электрона. Нейтрон и атом водорода имеют близкие гравитационные массы, а значит, процессы, которые порождают в них гравитационное притяжение, одинаковы.
Отдельные же неподвижные или даже подвижные элементарные частицы не взаимодействуют с гравитационным полем, если не вращаются по орбитальной или искривленной траектории. А почему? Да все просто диамагнитный ответ возникает только тогда когда протон или электрон двигаются по круговой орбите и создает электромагнитное поле. По сути диамагнитный ответ есть либо замедление движение электрона по орбите или его ускорение под действием силы Лоренца. То есть у магнитного монополя которым есть предположительно гравитационное поле открывается новое свойство оно не отклоняет свободные электроны, либо Ф. Л. Шапиро, В. И. Лущиков выдают желаемое за действительное. Мое мнение, электрон должен отклонятся при движении в гравимагнитном поле но не в низ или в вверх. Как нейтрон. А строго влево или вправо вдоль поверхности планеты. Просто если опыты и проводились с электроном то старались фиксировать ожидаемое отклонение к Земле. Тогда как боковые отклонения игнорировались. А в состоянии покоя заряженные частицы действительно игнорируют присутствие гравитационного поля, ввиду того, что точечные неподвижные заряды не взаимодействуют с внешними магнитными полями. Естественно, что опыты с элементарными частицами провести сложно тем более в обычных условиях. Поэтому надо искать другие опыты доказывающие наличие магнитной составляющей в гравитационном поле Земли и такие опыты возможно уже проводились или же их можно предложить. Конечно возникает вопрос, откуда инерция у электрона в Опытах Толмена-Стюарта, может это вовсе и не "инерционное ускорение", а действие сил Лоренца, на движущийся в гравимагнитном поле Земли электрон?
Практическая проверка
.
Отклонение света гравитацией.
Давно известен эффект предсказанный Альбертом Эйнштейном и обнаруженный на практике. Так свет от звезд преломляется в гравитационном поле Солнца. Ученый этот эффект попытался объяснить неким искривлением пространства-времени. Хотя это лишь одно из возможных объяснений, тем более, что как раз радиоволны отклоняются в гравитационном поле в обратную световым волнам сторону . Так как данный факт вызывает сомнение приведу прямо в тексте источник [Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме М., 1960.] и этот эффект никак уже не объясняется в рамках теории гравитации Эйнштейна. Попытка объяснить этот аномальный эффект обратного отклонения электромагнитных волн, была предпринята автором книги "Физика Эфира" Прусов П.Д. § 18. Почему свет отклоняется в сторону Солнца, а радиоволны - от него? . Другие попытки объяснить этот эффекты мне неизвестны. Хотя если рассматривать гравитационное поле как радиальное магнитное или хотя бы допустить наличие в нем магнитной составляющей все становиться на свои места. Цитирую "... в магнитной среде волны, поляризованные по часовой стрелке и против нее, преломляются по-разному - возникает явление циркулярного двойного лучепреломления, или гиротропии среды. Явление гиротропии связано с эффектом Зеемана, т. е. с расщеплением линий поглощения света в магнитном поле" . Вот и все, электромагнитные волны различных спектров и будут преломляться в радиальном магнитном или по другому гравитационном поле Солнца по разному. И нет никакой нужды привлекать к объяснению "преломления" некое "искривление пространства-времени". Достаточно просто открыть учебник и прочитать как себя ведут электромагнитные волны в магнитных полях. И провести аналогии с гравитационным или же радиальным магнитным полем Солнца.
Экранирование ферромагнетиками.
Итак как нам практически проверить данную теорию. На вскидку, если мы берем за аксиому, предположение о том, что сила тяжести обусловлена диамагнитными свойствами вещества
А само гравитационное поле есть магнитно
е поле. Можно реально подумать об его экранировании. Мы точно знаем,
что любое магнит
ное поле нельзя экранировать, но
можно искривить
траекторию движения условных силовых линий магнитного поля образующих некий магнитный поток или ветер при помощи ферромагнетиков. Этот эффект получил название "магнитное экранирование".
То есть Эффект Мейснера
(в некоторых источниках -- эффект Мейсснера) -- полное вытеснение
магнитного поля
из объёма проводника при его переходе в
сверхпроводящее состояние
. Впервые явление наблюдалось в
1933 году
немецкими физиками
Мейснером
и
Оксенфельдом
. Должен наблюдаться и при опытах с "магнито-гравитационным" полем Земли. 2. При перевороте кольца с магнитами вес уменьшается на 120мг!
3. На железе Южный полюс магнитов, чаши весов уравновешены
4. При перевороте вес увеличивается на 160мг!
Этот опыт очень явно, доказывает "Магнитную природу гравитациионного поля". Металлическое кольцо выполняет роль шунта, которая локализует в пространстве магнитное поле вокруг полюсов магнитов, и перенаправляет условные силовые линии данных магнитных полей перпендикулярно к условным силовым линиям внешнего гравимагнитного поля Земли. Тем самым уменьшая способность магнитных полей находящихся в шунте, эффективно взаимодействовать с внешними направленными в цент Земли условными силовыми линиями внешнего гравимагнитного поля Земли.
Конечно при проведении данного опыта надо учитывать "вертикальную составляющую" естественного магнитного поля Земли. Но тут важно знать, что "Как показывают наблюдения, ни один из элементов земного магнетизма не остается постоянным во времени, а непрерывно меняет свою величину от часа к часу и от года к году. Такие изменения получили название вариаций элементов земного магнетизма" . То есть если дело в "вертикальной составляющей" вес магнитов должен был бы меняться в течении суток. Этот опыт для чистоты, что бы исключить влияние в том числе и "вертикальной составляющей" достаточно провести длительное время. Хотя бы в течении суток. Наблюдать за изменениями веса. Чего Владимир Блящев скорее всего не делал. И если отклонение в весе будет постоянным, во времени, то влияние земного магнетизма, а именно его "вертикальной составляющей" ни при чем. А если будет "плавать" в течении суток. То да можно утверждать о наличии влияние неких составляющих земного магнитного поля. Тогда, надо подумать о том, как эти составляющие магнитного поля, убрать. Поместив магниты уже в сферу из ферромагнитека , в которой магнитное поле Земли будет отсутствовать.Эти опыты может легко при желании может провести любой желающий. Благо "исходники" весьма доступны. Но есть и другие опыты которые указывают на магнитную природу гравитации. К тому же надо знать, что сами автора считали причиной изменения в весе, металлический намагниченную осноау весов, труба слева на фотографиях. Но про результаты опытов без этой намагниченной трубы не сообщали.
Опыты Сергея Година и Василия Рощина
Два российских физика создали очень интересный генератор. По факту это постоянные магниты помещенные в специальный диск с полостями для магнитов.
При вращении "диска с магнитами" по часовой стрелке вес генератора уменьшался, а при вращении против часовой стрелки уменьшался.
Ученые экспериментируют но никаких адекватных теория своим экспериментам пока не предлагают.
А вот рамках "магнитной теории гравитации" этот опыт объясняется достаточно просто. Но тут есть одно но, кроме нисходящего гравимагнитного поля, в любой точке пространства присутствует также и "вертикальные составляющие магнитного поля Земли" . Так что тут еще вопрос с чем взаимодействуют магнитны в опытах Рощина и Година?!
По сути ученые по сути столкнулись с классическим законом электромагнитной индукции. "закон электромагнитной индукции". "Если в плоскости, перпендикулярной магнитному полю H, двигать со скоростью V проводник длиной l так, что он будет пересекать линии магнитного поля, то упомянутому выше закону э-м индукции на концах этого проводника будет возникать разность потенциалов U=-dф/dt/c=-H*V*l*cos (V
Скорость этого "магнитного ветра" направленного к Земле извести равна скорости свободного падения. Свобо?дное падИние
-- это
равноускоренное движение
под действием
силы тяжести
. На поверхности
Земли
(на
уровне моря
)
ускорение свободного падения
меняется от 9,81
м/с"
на полюсах до 9,78
м/с"
на экваторе.
[
2
]
О радиальном магнитном поле
Надо отметить, что существование выше описанного магнитное поля, имеющего радиальную конфигурации в современной теоретической физике допускается. По сути идея "РАДИАЛЬНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ" принадлежит Дираку см. цитату: "Магнитный монополь - гипотетическая элементарная частица, обладающая ненулевым магнитным зарядом - точечный источник радиального магнитного поля". То есть радиальное магнитное поле в принципе возможно. И гравитационное поле очень так на это радиальное магнитное поле похоже. Да конечно эта схожесть еще не идентичность. Ее еще доказать надо. И такие попытки объединить магнитизм и гравитацию делались. Смотрите "Единая теория электоромагнетизма и гравитации", автор Оливер Хевисайд
Хотя можно привести косвенное подтверждения. Таким доказательством того, что гравитационное поле это именно радиальное магнитное поле, можно считать все "Теории всемирного отталкивания". Слабым место которых есть именно момент отталкивания. Чем это "всемирное отталкивание" обусловлено?! Что является причиной отталкивания?! А вот если признать гравитационное поле идентичным радиальному магнитному полю. То это вполне может пролить свет на природу предполагаемого отталкивания. Так как об отталкивании однознаковых полюсов магнитного поля давно известно. Конечно при желании можно оспаривать, что это распространяется и на радиальные магнитные поля. Пока же объективно нет причин предполагать, что моно-полюса радиальных магнитных полей будут взаимодействовать иначе чем полюса обычных магнитных полей. То есть отталкиваться.
Теперь перейдем к такой проблеме как "механизм взаимодействия "тонкой и грубой материи".
О взаимодействии "тонкой" и "грубой" материи.
Итак теперь надо понять, а как же этот поток взаимодействует с материей. Оказывается все тела это "диамагнетики
"
,
термин "
диамагнетизм
" был введен (в сентябре 1845 года)
Майклом Фарадеем
, когда он понял, что все материалы в природе обладают в некоторой степени диамагнитным характером ответа на приложенное к ним магнитное поле.
[
3
].
Диамагнетиками называются вещества, молекулы которых не обладают собственным магнитным моментом. Под действием внешнего магнитного поля в атомах и молекулах наводится (индуцируется) магнитный момент, направленный противоположно вектору индукции внешнего поля.
Такое направление индуцированного магнитного момента приводит к тому, что диамагнетики выталкиваются из магнитного поля
[
4
]
Детальный механизм возникновения магнитного момента несколько различен для различных видов веществ (атомов, многоатомных молекул, кристаллов) и корректно объясняется только в рамах квантовой теории строения вещества .
К тому же он детально описан в учебниках и перегружать статью описанием, которое есть в любых учебниках нет никакого смысла.
Важно
лишь
понимать, что вещество как бы противиться проникновению в себя этого
нисходящего
магнитного потока или же "магнитного ветра" вечно "дующего" к центру Земли. При этом внешние условные силовые линии частично стремятся
обогнуть вещество
.
[
5
]
Таким образом пронизывая все вещества "магнитное поле" получившее название "гравитационное поле"
увлекает их к центру Земли.
Поэтому "вес" тела должна находиться в прямой зависимости от его диамагнитных свойств и его плотности.
По крайней мере в рамках предлагаемого подхода или теории.
Таким образом шуточный вопрос, "что легче килограмм железа или килограмм пуха?", теряет свою актуальность. Без привязки к килограммам. Легче то вещество, чья плотность меньше, а диамагнитные свойства менее проявлены.
При чем обратите внимание, диамагнетики всегда выталкиваются в ту область магнитного поля где условные силовые линии разряжены.
То есть магнитное поле менее плотное. Отсюда кроме как тянущей к центру Земли силы заданной нисходящим магнитным потоком. На все тела действует и менее проявленная выталкивающая сила направленная строго вверх, туда где силовые линии магнитного поля, разрежены. Эта сила пока современной науке не известна. К тому же данный подход подразумевает уход от эфира и как следствие нам уже нет нужды придумывать куда и как утилизировать выпадающий на Землю и звезды эфир. Так магнитное поле это просто временное возмущение в эфире если он есть. А если его нет то нам надо просто понять где и как эти силовые линии столь странного магнитного поля под названием гравитация замыкаются и замыкаются ли вообще.
О возражениях или альтернативная модель.
.
Первое возражение.
Итак первое возражение, слабым местом данной теории являться то, что она не объясняет того почему же притягиваются абсолютно все как микро та и макро объекты во вселенной.
Гравитационное притяжение сложно объяснить на уровне микрообъектов за счет диамагнитного ответа. Если следовать логически диамагнитном подходу то микротела астероиды например в космосе должны были бы отталкиваться чего не происходит. Что же предложу вариант ответа на этот вопрос.
Проведем эксперимент с магнитным полем (см рис. 7).
Аналогично если гравитационное поле это поле магнитное то теоретически то можно также искривить траекторию силовых линий и "магнито-гравитационного" поля, условные силовые линии, которого всегда направлены к центру Земли,
и получить полость внутри которой будет наблюдаться невесомость при чем в пределах Земли.
В любом случае скорее всех успех "экранирования" гравитации заявленный физиком Подклетовым в экспериментах со сверхпроводниками
[
11
]
может быть объяснен именно "экранирующим" эффектом сверхпроводника по отношению к любому магнитному полю, в том числе и
гравитационному,
по
сути,
тоже магнитному полю.
При условии, что будет объяснено, почему столь мощное магнитное поле, которым, как было оговорено, является гравитационное поле Земли, не разрушает такое явление как "сверхпроводимость".
Либо же все же разрушает, а охлаждение просто восстанавливает. При приложении же дополнительного магнитного поля, Влияние "магнито-гравитационного" поля и внешнего приложенного суммируется и явление сверхпроводимости исчезает.
А то, что образцы в опытах Подклетова взвешивались вне сверхпроводящего диска и все же теряли в весе, объясняется тем, что при "ударе" об диск частично нисходящий поток отражается вверх.
При увеличении вращения
сверхпроводящего
эффект "отражения" просто усиливается. То
есть,
возможно,
вращающийся диск отражает падающий на него
магнитно-гравитационный
поток интенсивней,
чем неподвижный. Нечто похожее мы наблюдаем каждый
день,
когда струя
воды,
из крана контактируя с рако
виной,
разбрызгивается,
разлетается в стороны.
Отсюда взвешиваемые образцы нужно помещать вовнутрь охлажденной до абсолютного нуля сферы, а не просто над ней. А если же есть желание успешно повторить опыты Подклетова, то нужно изначально брать керамику, в состав которой входят вещества с максимально возможными диамагнитными свойствами.
К тому, же по логике диамагнитные свойства шара по мере охлаждения возрастают, шар становиться идеальным диамагнетиком. А это подразумевает разницу в весе до охлаждения и после охлаждения.
Такого простого опыта как взвешивание сверхпроводника до охлаждения и
после
, при
чем в вакууме
,
никто не проводил.
Экранирование теплом.
Но мы имеем опыты с
"тепловым экранированием".
Так, известен опыт с нагреванием стального шара, осуществленный А.П. Щеголевым [
12
]. Центральная область стального шара (r = 50 мм), установленного на точные весы, нагревалась лучом лазера через
отверстие
, просверленное до центра шара. Во время работы лазера, нагревавшего стальной шар, вес шара стал меньше первоначального на 200 мг. При остывании шара его вес восстанавливался. В контрольном опыте с этим же шаром, нагретым в электропечи и перенесенным на весы для остывания, изменения веса зафиксировано не было. Объясняется изменение веса стального шара появлением потока энергии, направленного от центра к поверхности шара: поток тепловой энергии уменьшал гравитационный поток к центру шара. В результате наложения противоположных потоков энергии вес стального шара уменьшался"
[
12
]
.
Хотя это все можно попытаться объяснить и без привязки к некой "энергии". Шар начинает излучать интенсивно в пространство фотоны теплового спектра, "светиться" в инфракрасном спектре. А это уже электромганитное явление, электромагнитная волна. А волна это и есть собственно говоря отклонение или своего рода изгибание среды.
Т
акже есть опыты доктора технических наук Мстислава Мирошникова. "Беспокойная масса покоя". (ТМ. 1988.1).Тот же Мирошников показал, что вес запаянных колб с дистиллированной водой внутри в диапазоне температур от 20 - 100 С отличается. Замеры веса проводились во избежание побочных эффектов в вакуумной камере. Именно он подтвердил существование эффекта уменьшения веса под воздействием тепловых пульсаций или же Броуновского движения.
[
12
]
Но тут может иметь место обычное изменение магнитных свойств вещества.
Возможно его диамагнитных свойств. Надо принимать во внимание, что магнитное поле влияет на свет и на оборот свет влияет на магнитное поле и даже на магнитные свойства вещества . А раз мы допускаем, что в гравитационном поле есть магнитная составляющая, то изменение магнитных свойств вещества в любом случае потянет за собой и изменения в весе.
Экранирование вибрацией.
Если мы рассматриваем гравитационное поля как магнитное, и причина взаимодействия с ним это диамагнитные свойства всех веществ. То совершенно очевидно, что любое тело это своего рода динамик. Так как частично условные силовые линии грави-магнитного поля, как и обычные условные силовые линии любого магнитного поля, проникая в проводник все же частично стремятся его обогнуть . И если тело вибрирует, то оно как бы отбрасывает чуть от себя эти нисходящие и обтекающие его "магнитные потоки". Как динамик вибрируя генерирует вокруг себя звуковую волну. Эта волна по сути, есть обычное локальное изменение плотности, в случае с динамиком то воздуха, а в случае с любым вибрирующим телом, изменяеться плотность грави-магнитного нисходящего потока, вокруг данного тела вибрирующего тела. Проникновение "гравимагнитного" потока во внутрь тела усложняется. Поэтому все вибрирующие системы должны терять в весе. То есть внутри них возможно также зафиксировать уменьшения веса контрольных образцов. Опыты подтверждающие это уже есть. Так тот же Мирошников описывает эффект изменения веса и давления в вибрирующих механических системах. Иначе это экранирование можно назвать "экранирование гравитации фононами".
Опыт Владимира Блящева
Логично будет предположить, что постоянный магнит в гравитационным поле должен иметь различную массу при разной ориентации полюсов в пространстве.
Но тут есть одна изюминка. В нормальных условиях все магнитны находятся на поверхности Земли или где-то приблизительно в середине гравимагнитного колодца, а значит этот магнитный ответ полюсов на внешнее гравимагнитное поле Земли, будет скомпенсирован, так как расстояние до "плюса" и "минуса" гравимагнитного поля Земли приблизительно одинаковое. Поэтому нужно как-то один из полюсов постоянного магнита нейтрализовать, сделать магнитное поле создаваемое им локализованным в пространстве и направить условные магнитные линии этого поля перпендикулярно к внешним силовым линиям гравимагнитного поля Земли. Звучит, наверное так туманно, но на практике это означает просто зашунтировать его ферромагнетиком. Именно Ферромагнетик локализует условные силовые линии магнитного поля постоянного магнита нужным образом. И мы четко будем фиксировать изменение веса системы "магнит-шунт" во внешнем гравитационном поле. И этот опыт уже был поставлен "Опыт Владимира Блящева"
1. На железе Северный полюс магнитов, чаши весов уравновешены
Есть опыты показывающие, что при таком сендвиче, возникает электрическое поле и было бы интересно проверить, как оно изменяется при вращении. Вполне возможно, что мы получим в результате автономные не привязанный к электрическим зарядам генератор электрического поля. Опыты с металлическим стержнями Теперь о металлических стержнях. С точки зрения закона электромагнитной индукции даже обычный стальной стержень если его вращать перпендикулярно к предполагаемым магнитным составляющей гравитационного поля Земли, должен становится источником как минимум электрического поля то есть на его концах будет возникать разность потенциалов, а где движение зарядов там и магнитное поле и взаимодействовать по типу отталкивания притяжения с гравимагнитным полем Земли. (Не надо также забывать про вертикальную составляющую магнитного поля Земли ) Это кстати тоже наталкивает на мысль, что при вращении естественное для диска магнитное поле изменяется. Так например известен опыт при котором металл "латунь" помещенная между двумя кольцевыми магнитами давал на выходе разность потенциалов, между осью вращения и внешним краем латунного диска . А тут стальные стержни размешены рядом с магнитами. Так, что в любом случае. Стержни вполне создают очень интересный рисунок магнитного поля, который может быть отличным от естественной до вращательной конфигурации. И уже эти изменения предположительно ответственны за колебания веса генератора. Магнитное поле диска изменяется и диск то отталкивается то больше притягивается к гравимагнитному полю Земли. По памяти также приведу описание опыта который может провести любой желающий нужен металлический штырь, палка или ящик. Чем длиннее тем лучше. И никакого заземления. Так вот если его разместить вертикально. То мы обнаружим разность потенциалом между верхом и низом. Причем самое интересное. Днем и вечером полярность будет различная . Объяснить этот опыт тоже можно легко в рамках "магнитной теории гравитации". Дело в том, что штырь находится на поверхности Земли и планета его вращает более менее перпендикулярно к магнитным силовым линиям уже гравимагнитного поля Солнца. При чем днем когда штырь обращен к Солнцу он пересекает условные силовые линии гравимагнитного поля Солнца условно в одну сторону, а ночью в обратную таким образом возникающая ЭДС имеет одно направление днем, а ночью противоположное. Причем в описании опыта всегда фигурировала цифра 1 Вольт и не более. Но более интересны опыты с экранированием гравитации постоянными магнитными полями. Экранирование гравитации магнитными полями. Также на наличие электромагнитной составляющей в гравитации прекрасно доказывают опыты по экранированию проводников постоянными магнитными полями. Так оказывается эффект уменьшения веса наблюдается также при электрических пульсациях. Работы инженера из Москвы Юрия Кунянского . По сообщениям автора, в опытах проводники под воздействием постоянного электромагнитного поля "обезвешивались" в вакууме на 0,3 - 0,4%, что в пересчёте на "тягу" проектируемого "антигравитационного двигателя" составляло 4 г. "Тяга", прямо скажем, не большая, но вдохновлённый первыми успехами Кунянский считал, что если ещё поднажать с силой тока, то эту цифру можно было бы поднять до планки в 3 - 5% от общего веса "гравиталёта". Также явление снижения веса проводника в гравитационном поле Земли при прохождении через него постоянного электрического тока пропорциональное силе тока обнаружено также В.Шабетниковым. . Эти опыты также можно объяснить исходя из магнитной теории гравитации.
Так магнитная составляющая гравитационного поля о существовании которой предполагал еще OLIVER HEAVISIDE (Единая теория электоромагнетизма и гравитации Оливера Хевисайда) , беспрепятственно проходит сквозь проводник чем обусловлен обычный естественной для гравитационного поля Земли вес проводника. Но как только электроны приходят в движение вокруг них возникает постоянное магнитное поле и оно естественным образом частично вытесняет гравимагнитный поток пронизывающий проводник. И условные силовые линии радиального магнитного поля которым по сути является гравитационное поле Земли, частично отклоняются возникающим вокруг проводника магнитным полем.
Диамагнитный ответ на приложенное гравимагнитное поле уменьшается и проводник теряет в весе. Иначе говоря, в проводнике образуется разряжение нисходящего гравимагнитного потока. Это сразу же сказывается на весе проводника. Надо понимать, что нет никакой тяги. Просто в проводнике стремится возникнуть невесомость. Или же пространство с нулевым весом. Поэтому если на этом принципе и можно создать летательный аппарат, то нечто по типу "дирижабля" . То есть это будет аппарат легче воздуха. И он все равно будет нуждаться в дополнительном двигателя для перемещения в пространстве. О гравилетах. Хотя если пофантазировать, то можно попробовать получить в гравитационном поле именно тяги и опять же за счет постоянных магнитных полей. Для этого следует взять металлическую полусферу, так как эффективно вытеснять внешнее магнитное поле можно только если электрический заряд движется с полусферой или же как в нашем случае полусфера неподивижна, а движется заряд в ней. И получаем некий полусферный двигатель.
Обратите внимание на рисунок автору опыта удалось создать притяжение между двумя рамками с током в том, месте где притяжения не должно быть. К сожалению он не провел серию опытов, которые бы показали, что это поле притягивает к себе не только рамку, а иные немагнитные тела. Тогда бы теория идентичности скалярного и гравитационного поля была бы доказана. А генератор скалярного поля, по факту окажется просто генератором магнитного поля по типу "монополь Дирака", а также и генератором гравитационного поля. У меня вопрос по данному опыту. В видео. Где две рамки притягиваются. Почему этот уважаемый ученый известный как Николаев Г.В. В миру директор "Научно-Технического Центра Нетрадиционной Электродинамики" г.Томск . В открытое им скалярное поле не поместил другие в том числе и диамагнитные и парамагнитные материалы. Я хочу знать, как они выталкиваются или притягиваются этим скалярным полем? Почему он не подвесил эту рамку на весах и не направил эту рамку вверх или в низ тем местом, которое якобы генерирует, это поле. С целью проверки как это скалярное поле взаимодействует с гравитационным полем? Если его направить на встречу или против гипотетического гравимагнитного потока. Далее почему он не уточняет это поле скалярное по его мнению переменное или все же постоянное? Да скорее всего оно постоянное в силу постоянного притяжение то есть нет челночного отталкивания притягивания. Но все же?! Этот момент нужно уточнить. Также интересно как в этом скалярном магнитном поле ведут себя заряженные частички, например электроны? Отклоняются при движении как в обычном магнитном поле?! Отсюда дальнейшее телодвижение это посмотреть как это мифическо-теоретическое монопольное скалярное магнитное поле взаимодействует с гравитационным. Схема предлагаемого опыта предельно проста см.рис..
Рамка подвешена на весах и "скалярное поле" направлено против гипотетического гравимагнитного потока или по его ходу. Весы должны фиксировать некие изменения в весе рамки. При условии, что будет решена проблема шунтирования скалярного магнитного поля с обратной стороны рамка. Что весьма сложно учитывая то, что скалярное поле очень плохо взаимодействует с металлами. Возможно проблему шунтирования удастся решить за счет технологических разрывов в рамках. В любом случае это просто набросок опыта
Так же важным фактом, который открыли исследователи магнитного эффекта известного как "скалярное магнитное поле" есть то, что это скалярное поле очень слабо взаимодействует с металлом. Это очень сближает данное скалярное магнитное поле или же аналог "монополь Дирака" с гравитационным полем. Это сразу показывает, что гравимагнитное поле Земли очень сложно "экранировать" металлической сферой. так же и получение толкающей силы с помощью просто металлической полусферу под сомнением. Надеюсь суть идеи понятна?! Далее просто через это поле "погонять" например ионы воздуха. Что бы понять отклоняет ли это поле заряженные частички двигающиеся в нем. Предполагаю, что "скалярное магнитное поле" есть одновременно и аналог "монополя Дирака" и по сути своей идентично полю известному как "гравитационное поле".
Эпилог.
В целом можно заключить, что в рамках предлагаемой теории, эф
фект экранирования гравитации
может
зависеть
как
от диамагнитных свойств
вещества. А охлаждение либо нагревание вещества всего лишь влияют как на его диамагнитные свойства. И это приводит к изменению веса контрольных образцов. До и после нагрева или охлаждения. Напомню, что в рамках данной теории вес тела зависит от диамагнитных свойств тела. Также предлагаемая "грави-магнитная", оставляя концепцию Р.Декарта о движении сверхтонкой материи к центру Земли, все же позволяет отказаться от "выпадающего на землю эфира", а значит снимает проблему утилизации этого падающего на Землю эфира. При этом тонкая материя, или же условные силовые линии грави-магнитного поля продолжают "течь" в центр, Земли увлекая за собой все тела. Также предложен механизм того, как "тонкая материя" Р.Декарта движащаяся к центру Земли из которой состоит предположительно гравитационное поле, взаимодейстует со всеми телами, увлекая их за собой. И в рамках предложенной теории становиться понятно, что гравитационных волны это электромагнитные волны. Звучит парадоксально но если гравитационное поле, это магнитное поле необычной конфигурации, по другом в нем присутствует магнитная составляющая, то все, что могут генерировать гравитационные волны это опять таки электромагнитные волны и только.
Я не претендую на правильность данной теории, это лишь попытка дать некое направление, двигаясь в котором, возможно и удастся создать новую магнитную теорию гравитации.
Литература.
1.Об экранировании гравитации.
2. Свободное падение.
Материал из Википедии свободной энциклопедии
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BF%D0%B0%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
3.
Диамагнетики
Материал из Википедии свободной энциклопедии
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%B0%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8
4.
Слободянюк А.И. Физика 10/13.3
ї13. Взаимодействие магнитного поля с веществом
9. В.Д.Шабетник "Свет. - Природа и человек" сентябрь 1998 год. "Старт в... пекло"
10. Гиперзвуковой Дирижабль -магнитоплан?
11. Наука и жизнь. N1, 1999
ЭКРАНИРОВАНИЕ ГРАВИТАЦИИ?
http://www.nkj.ru/archive/articles/8146/
12. Об экранировании гравитации.
13. Генератор Нуль-веса.
14. Опыт Толмена-Стюарта по наблюдению инерционного тока в металлах.
Определение знака заряда носителей тока в них и соотношения e/m.
http://novmysl.finam.ru/Electrodynamics/TolmanStuart.html
15. Опыт Владимира Блящева
http://blogs.mail.ru/mail/antis_/38C3A69062236A17.html
16. Элементы магнитного поля Земли http://www.wdcb.ru/sep/magnetic_measurements/magn_elements.ru.html
dd> 17. Магнитный монополь. Материал из Википедии.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8C
dd> 18. Межмолекулярные взаимодействия. Материал из Википедии.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B6%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B2%D0%B7%D0%B0%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D0%B5
dd> 19. Диамагнетики. Материал из Википедии.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%B0%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8
dd> 20. Единая теория электоромагнетизма и гравитации.
Оливера Хевисайда
http://www.univer.omsk.su/omsk/Sci/Heaviside/p2.htm
21. Строение Вакуума (Леннаучфильм) https://www.youtube.com/watch?v=PqqgYpUrd7I
22. Униполярный магнитолет..shtml
23. Источник уточняется.
24. "Известия", - N 7 от 11,01,94; N 11 от 20.01.94; N 15 от 26.01.94.
25. Слово о Гравиплане..shtml
26.Как управлять светом с помощью магнитного поля.
В. Белотелов "Квант" ?1, 2010
http://elementy.ru/lib/431022
27. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М., 1960.
28. Физика Ефира. Прусов П.Д. http://aetherphysics.narod.ru/prussov.pdf
29 Скалярное магнитное поле и СЕКРЕТЫ СЕ.https://www.youtube.com/watch?v=abh5RoWzsFw
30. http://inroniks.narod.ru/6_6.html
31. Магнитная батарея..shtml
32. "Магнитное поле Земли". С.М.Курашев http://old.misis.ru/LinkClick.aspx?fileticket=AZFCHBjVtj0%3D&tabid=6715
33.Нейтрино. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D0%B9%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%BE
34.Антивещество. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE
35. Нейтрино - статья из Физической энциклопедии
36.ЧАСТИЦЫ И АНТИЧАСТИЦЫ http://galspace.spb.ru/indvop.file/59.html
Человечество издревле задумывалось о том, как устроен окружающий мир. Почему растет трава, почему светит Солнце, почему мы не можем летать… Последнее, кстати, всегда особенно интересовало людей. Сейчас мы знаем, что причина всему - гравитация. Что это такое, и почему данное явление настолько важно в масштабах Вселенной, мы сегодня и рассмотрим.
Вводная часть
Ученые выяснили, что все массивные тела испытывают взаимное притяжение друг к другу. Впоследствии оказалось, что эта таинственная сила обуславливает и движение небесных тел по их постоянным орбитам. Саму же теорию гравитации сформулировал гениальный чьи гипотезы предопределили развитие физики на много веков вперед. Развил и продолжил (хотя и в совершенно другом направлении) это учение Альберт Эйнштейн - один из величайших умов минувшего века.
На протяжении столетий ученые наблюдали за притяжением, пытались понять и измерить его. Наконец, в последние несколько десятилетий поставлено на службу человечеству (в определенном смысле, конечно же) даже такое явление, как гравитация. Что это такое, каково определение рассматриваемого термина в современной науке?
Научное определение
Если изучить труды древних мыслителей, то можно выяснить, что латинское слово «gravitas» означает «тяжесть», «притяжение». Сегодня ученые так называют универсальное и постоянное взаимодействие между материальными телами. Если эта сила сравнительно слабая и действует только на объекты, которые движутся значительно медленнее то к ним применима теория Ньютона. Если же дело обстоит наоборот, следует пользоваться эйнштейновскими выводами.
Сразу оговоримся: в настоящее время сама природа гравитации до конца не изучена в принципе. Что это такое, мы все еще полностью не представляем.
Теории Ньютона и Эйнштейна
Согласно классическому учению Исаака Ньютона, все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массе, обратно пропорциональной квадрату того расстояния, которое пролегает между ними. Эйнштейн же утверждал, что тяготение между объектами проявляется в случае искривления пространства и времени (а кривизна пространства возможна только в том случае, если в нем имеется материя).
Мысль эта была очень глубокой, но современные исследования доказывают ее некоторую неточность. Сегодня считается, что гравитация в космосе искривляет только лишь пространство: время можно затормозить и даже остановить, но реальность изменения формы временной материи теоретически не подтверждена. А потому классическое уравнение Эйнштейна не предусматривает даже шанса на то, что пространство будет продолжать влиять на материю и на возникающее магнитное поле.
В большей степени известен закон гравитации (всемирного тяготения), математическое выражение которого принадлежит как раз-таки Ньютону:
\[ F = γ \frac[-1.2]{m_1 m_2}{r^2} \]
Под γ понимается гравитационная постоянная (иногда используется символ G), значение которой равно 6,67545×10−11 м³/(кг·с²).
Взаимодействие между элементарными частицами
Невероятная сложность окружающего нас пространства во многом связана с бесконечным множеством элементарных частиц. Между ними также существуют различные взаимодействия на тех уровнях, о которых мы можем только догадываться. Впрочем, все виды взаимодействия элементарных частиц между собой значительно различаются по своей силе.
Самые мощные из всех известных нам сил связывают между собой компоненты атомного ядра. Чтобы разъединить их, нужно потратить поистине колоссальное количество энергии. Что же касается электронов, то они «привязаны» к ядру только лишь обыкновенным Чтобы его прекратить, порой достаточно той энергии, которая появляется в результате самой обычной химической реакции. Гравитация (что это такое, вы уже знаете) в варианте атомов и субатомных частиц является наиболее легкой разновидностью взаимодействия.
Гравитационное поле в этом случае настолько слабо, что его трудно себе представить. Как ни странно, но за движением небесных тел, чью массу порой невозможно себе вообразить, «следят» именно они. Все это возможно благодаря двум особенностям тяготения, которые особенно ярко проявляются в случае больших физических тел:
- В отличие от атомных более ощутимо на удалении от объекта. Так, гравитация Земли удерживает в своем поле даже Луну, а аналогичная сила Юпитера с легкостью поддерживает орбиты сразу нескольких спутников, масса каждого из которых вполне сопоставима с земной!
- Кроме того, оно всегда обеспечивает притяжение между объектами, причем с расстоянием эта сила ослабевает с небольшой скоростью.
Формирование более-менее стройной теории гравитации произошло сравнительно недавно, и именно по результатам многовековых наблюдений за движением планет и прочими небесными телами. Задача существенно облегчалась тем, что все они движутся в вакууме, где просто нет других вероятных взаимодействий. Галилей и Кеплер - два выдающихся астронома того времени, своими ценнейшими наблюдениями помогли подготовить почву для новых открытий.
Но только великий Исаак Ньютон смог создать первую теорию гравитации и выразить ее в математическом отображении. Это был первый закон гравитации, математическое отображение которого представлено выше.
Выводы Ньютона и некоторых его предшественников
В отличие от прочих физических явлений, которые существуют в окружающем нас мире, гравитация проявляется всегда и везде. Нужно понимать, что термин «нулевая гравитация», который нередко встречается в околонаучных кругах, крайне некорректен: даже невесомость в космосе не означает, что на человека или космический корабль не действует притяжение какого-то массивного объекта.
Кроме того, все материальные тела обладают некой массой, выражающейся в виде силы, которая к ним была приложена, и ускорения, полученного за счет этого воздействия.
Таким образом, силы гравитации пропорциональны массе объектов. В числовом отношении их можно выразить, получив произведение масс обоих рассматриваемых тел. Данная сила строго подчиняется обратной зависимости от квадрата расстояния между объектами. Все прочие взаимодействия совершенно иначе зависят от расстояний между двумя телами.
Масса как краеугольный камень теории
Масса объектов стала особым спорным пунктом, вокруг которого выстроена вся современная теория гравитации и относительности Эйнштейна. Если вы помните Второй то наверняка знаете о том, что масса является обязательной характеристикой любого физического материального тела. Она показывает, как будет вести себя объект в случае применения к нему силы вне зависимости от ее происхождения.
Так как все тела (согласно Ньютону) при воздействии на них внешней силы ускоряются, именно масса определяет, насколько большим будет это ускорение. Рассмотрим более понятный пример. Представьте себе самокат и автобус: если прикладывать к ним совершенно одинаковую силу, то они достигнут разной скорости за неодинаковое время. Все это объясняет именно теория гравитации.
Каково взаимоотношение массы и притяжения?
Если говорить о тяготении, то масса в этом явлении играет роль совершенно противоположную той, которую она играет в отношении силы и ускорения объекта. Именно она является первоисточником самого притяжения. Если вы возьмете два тела и посмотрите, с какой силой они притягивают третий объект, который расположен на равных расстояниях от первых двух, то отношение всех сил будет равно отношению масс первых двух объектов. Таким образом, сила притяжения прямо пропорциональна массе тела.
Если рассмотреть Третий закон Ньютона, то можно убедиться, что он говорит точно о том же. Сила гравитации, которая действует на два тела, расположенных на равном расстоянии от источника притяжения, прямо зависит от массы данных объектов. В повседневной жизни мы говорим о силе, с которой тело притягивается к поверхности планеты, как о его весе.
Подведем некоторые итоги. Итак, масса тесно связана и ускорением. В то же время именно она определяет ту силу, с которой будет действовать на тело притяжение.
Особенности ускорения тел в гравитационном поле
Эта удивительная двойственность является причиной того, что в одинаковом гравитационном поле ускорение совершенно различных объектов будет равным. Предположим, что у нас есть два тела. Присвоим одному из них массу z, а другому - Z. Оба объекта сброшены на землю, куда свободно падают.
Как определяется отношение сил притяжения? Его показывает простейшая математическая формула - z/Z. Вот только ускорение, получаемое ими в результате действия силы притяжения, будет абсолютно одинаковым. Проще говоря, ускорение, которое тело имеет в гравитационном поле, никак не зависит от его свойств.
От чего зависит ускорение в описанном случае?
Оно зависит только (!) от массы объектов, которые и создают это поле, а также от их пространственного положения. Двойственная роль массы и равное ускорение различных тел в гравитационном поле открыты уже относительно давно. Эти явления получили следующее название: «Принцип эквивалентности». Указанный термин еще раз подчеркивает, что ускорение и инерция зачастую эквивалентны (в известной мере, конечно же).
О важности величины G
Из школьного курса физики мы помним, что ускорение свободного падения на поверхности нашей планеты (гравитация Земли) равно 10 м/сек.² (9,8 разумеется, но для простоты расчетов используется это значение). Таким образом, если не принимать в расчет сопротивление воздуха (на существенной высоте при небольшом расстоянии падения), то получится эффект, когда тело приобретает приращение ускорения в 10 м/сек. ежесекундно. Так, книга, которая упала со второго этажа дома, к концу своего полета будет двигаться со скоростью 30-40 м/сек. Проще говоря, 10 м/с - это «скорость» гравитации в пределах Земли.
Ускорение свободного падения в физической литературе обозначается буквой «g». Так как форма Земли в известной степени больше напоминает мандарин, чем шар, значение этой величины далеко не во всех ее областях оказывается одинаковым. Так, у полюсов ускорение выше, а на вершинах высоких гор оно становится меньше.
Даже в добывающей промышленности не последнюю роль играет именно гравитация. Физика этого явления порой позволяет сэкономить много времени. Так, геологи особенно заинтересованы в идеально точном определении g, поскольку это позволяет с исключительной точностью производить разведку и нахождение залежей полезных ископаемых. Кстати, а как выглядит формула гравитации, в которой рассмотренная нами величина играет не последнюю роль? Вот она:
Обратите внимание! В этом случае формула гравитации подразумевает под G «гравитационную постоянную», значение которой мы уже приводили выше.
В свое время Ньютон сформулировал вышеизложенные принципы. Он прекрасно понимал и единство, и всеобщность но все аспекты этого явления он описать не мог. Эта честь выпала на долю Альберта Эйнштейна, который смог объяснить также принцип эквивалентности. Именно ему человечество обязано современным пониманием самой природы пространственно-временного континуума.
Теория относительности, работы Альберта Эйнштейна
Во времена Исаака Ньютона считалось, что точки отсчета можно представить в виде каких-то жестких «стержней», при помощи которых устанавливается положение тела в пространственной системе координат. Одновременно предполагалось, что все наблюдатели, которые отмечают эти координаты, будут находиться в едином временном пространстве. В те годы это положение считалось настолько очевидным, что не делалось никаких попыток его оспорить или дополнить. И это понятно, ведь в пределах нашей планеты никаких отклонений в данном правиле нет.
Эйнштейн доказал, что точность измерения окажется действительно значимой, если гипотетические часы движутся значительно медленнее скорости света. Проще говоря, если один наблюдатель, движущийся медленнее скорости света, будет следить за двумя событиями, то они произойдут для него единовременно. Соответственно, для второго наблюдателя? скорость которого такая же или больше, события могут происходить в различное время.
Но как сила гравитации связана с теорией относительности? Раскроем этот вопрос подробно.
Связь между теорией относительности и гравитационными силами
В последние годы сделано огромное количество открытий в области субатомных частиц. Крепнет убеждение, что мы вот-вот найдем окончательную частицу, дальше которой наш мир дробиться не может. Тем настойчивее становится потребность узнать, как именно влияют на мельчайшие «кирпичики» нашего мироздания те фундаментальные силы, которые были открыты еще в прошлом веке, а то и раньше. Особенно обидно, что сама природа гравитации до сих пор не объяснена.
Именно поэтому после Эйнштейна, который установил «недееспособность» классической механики Ньютона в рассматриваемой области, исследователи сосредоточились на полном переосмыслении полученных ранее данных. Во многом пересмотру подверглась и сама гравитация. Что это такое на уровне субатомных частиц? Имеет ли она хоть какое-то значение в этом удивительном многомерном мире?
Простое решение?
Сперва многие предполагали, что несоответствие тяготения Ньютона и теории относительности можно объяснить довольно просто, проведя аналогии из области электродинамики. Можно бы было предположить, что гравитационное поле распространяется наподобие магнитного, после чего его можно объявить «посредником» при взаимодействиях небесных тел, объяснив многие несоответствия старой и новой теории. Дело в том, что тогда бы относительные скорости распространения рассматриваемых сил оказались значительно ниже световой. Так как связаны гравитация и время?
В принципе, у самого Эйнштейна почти получилось построить релятивистскую теорию на основе именно таких взглядов, вот только одно обстоятельство помешало его намерению. Никто из ученых того времени не располагал вообще никакими сведениями, которые бы могли бы помочь определить «скорость» гравитации. Зато имелось немало информации, связанной с перемещениями больших масс. Как известно, они как раз-таки являлись общепризнанным источником возникновения мощных гравитационных полей.
Большие скорости сильно влияют на массы тел, и это ничуть не похоже на взаимодействие скорости и заряда. Чем скорость выше, тем больше масса тела. Проблема в том, что последнее значение автоматически бы стало бесконечным в случае движения со скоростью света или выше. А потому Эйнштейн заключил, что существует не гравитационное, а тензорное поле, для описания которого следует использовать намного больше переменных.
Его последователи пришли к выводу, что гравитация и время практически не связаны. Дело в том, что само это тензорное поле может действовать на пространство, но на время повлиять не в состоянии. Впрочем, у гениального физика современности Стивена Хокинга есть другая точка зрения. Но это уже совсем другая история...
Система из двух нейтронных звезд порождает среду - рябь пространства-времени
Гравитация (всемирное тяготение, тяготение) - фундаментальное взаимодействие в природе, которому подвержены все тела, имеющие массу. Главным образом, гравитация действует в масштабах космоса.
Термин гравитация используется также как название раздела в физике, изучающего гравитационное поле и гравитационное взаимодействие.
|
Гравитационное взаимодействие
Важнейшим свойством гравитации является то, что вызываемое ею ускорение малых пробных тел почти не зависит от массы этих тел. Это связано с тем, что гравитация как сила в природе прямо пропорциональна массе взаимодействующих тел. При размерах тел, достигающих размеров планет и звёзд, гравитационная сила становится определяющей и формирует шарообразную форму этих объектов. При дальнейшем увеличении размеров до уровня скоплений галактик и сверхскоплений проявляется эффект ограниченной . Это приводит к тому, что сверхскопления имеют уже не округлую форму, а напоминают вытянутые сигарообразные волокна, примыкающие к узлам с самыми массивными скоплениями галактик. Гравитационное взаимодействие - одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в нашем мире. В рамках классической механики, гравитационное взаимодействие описывается законом всемирного тяготения Ньютона, согласно которому сила гравитационного притяжения между двумя телами массы и , разделённых расстоянием есть
.
Здесь - , равная
м 3 /(кг с 2
).
Знак минус означает, что сила, действующая на пробное тело, всегда направлена
по радиус-вектору от пробного тела к источнику гравитационного поля, т.е.
гравитационное взаимодействие приводит всегда к притяжению тел.
Поле тяжести потенциально. Это значит, что можно ввести потенциальную энергию гравитационного притяжения пары тел, и эта энергия не изменится после перемещения тел по замкнутому контуру. Потенциальность поля тяжести влечёт за собой закон сохранения суммы кинетической и потенциальной энергии, что при изучении движения тел в поле тяжести часто существенно упрощает решение.
В рамках ньютоновской механики гравитационное взаимодействие является дальнодействующим . Это означает, что как бы массивное тело ни двигалось, в любой точке пространства гравитационный потенциал и сила зависят только от положения тела в данный момент времени. Однако учёт лоренц-инвариантности гравитационной силы и запаздывания распространения гравитационного воздействия с помощью решения для потенциалов Льенара и Вихерта приводит к тому, что в движущихся с постоянной скоростью системах отсчёта возникает дополнительная компонента силы за счёт гравитационного . Ситуация полностью эквивалентна ситуации с электрической силой, когда при движении наблюдателя он обнаруживает ещё магнитное поле и магнитную силу, пропорциональную скорости своего движения. Это делает необходимым учёт ограниченности скорости распространения гравитации, приводящей к свойству близкодействия и запаздывания гравитационного взаимодействия. В конце 19 и в начале 20 века усилиями ряда физиков – О. Хевисайда, А. Пуанкаре, Г. Минковского, А. Зоммерфельда, Х. Лоренца и др. – были заложены основы (ЛИТГ), описывающей гравитацию в инерциальных системах отсчёта при релятивистских скоростях.
В результате закон всеобщего тяготения Исаака Ньютона (1687) был включён в лоренц-инвариантную теорию гравитации, которая достаточно хорошо предсказывала общее поведение гравитации. В 1915 году Альбертом Эйнштейном была создана (ОТО ), описывающая явления в гравитационном поле в терминах геометрии пространства-времени и с учётом влияния гравитации на результаты пространственно-временных измерений.
Небесная механика и некоторые её задачи
Раздел механики, изучающий движение тел в пустом пространстве только под действием гравитации, называется небесной механикой .
Наиболее простой задачей небесной механики является гравитационное взаимодействие двух тел в пустом пространстве. Эта задача решается аналитически до конца; результат её решения часто формулируют в виде трёх законов Кеплера.
При увеличении количества взаимодействующих тел задача резко усложняется. Так, уже знаменитая задача трёх тел (т. е. движение трёх тел с ненулевыми массами) не может быть решена аналитически в общем виде. При численном же решении, достаточно быстро наступает неустойчивость решений относительно начальных условий. В применении к Солнечной системе эта неустойчивость не позволяет предсказать движение планет на масштабах, превышающих сотню миллионов лет.
В некоторых частных случаях удаётся найти приближённое решение. Наиболее важным является случай, когда масса одного тела существенно больше массы других тел (примеры: Солнечная система и динамика колец Сатурна). В этом случае в первом приближении можно считать, что лёгкие тела не взаимодействуют друг с другом и движутся по кеплеровым траекториям вокруг массивного тела. Взаимодействия же между ними можно учитывать в рамках теории возмущений, и усреднять по времени. При этом могут возникать нетривиальные явления, такие как резонансы, аттракторы, хаотичность и т. д. Наглядный пример таких явлений - нетривиальная структура колец Сатурна.
Несмотря на попытки описать долговременное поведение системы из большого числа притягивающихся тел примерно одинаковой массы, сделать этого не удаётся из-за явления динамического хаоса.
Сильные гравитационные поля
В сильных гравитационных полях или при движении с релятивистскими скоростями, начинают проявляться эффекты общей теории относительности:
- отклонение закона тяготения от ньютоновского ;
- запаздывание потенциалов, связанное с конечной скоростью распространения гравитационных возмущений; появление гравитационных волн;
- эффекты нелинейности: гравитационные волны имеют свойство взаимодействовать друг с другом, поэтому принцип суперпозиции волн в сильных полях уже не выполняется;
- изменение геометрии видимого пространства-времени;
- допускается развитие сингулярностей и возникновение . Правда, это возможно лишь в случае потенциально бесконечно большой силы гравитации, что не доказано. В реальности же обнаруживаются лишь такие весьма плотные космические объекты, как нейтронные звёзды.
Гравитационное излучение
Одним из предсказаний ОТО является гравитационное излучение, наличие которого до сих пор не подтверждено прямыми наблюдениями. Однако имеются косвенные наблюдательные свидетельства в пользу его существования, а именно: потери энергии в двойной системе с пульсаром PSR B1913+16 (пульсаром Халса-Тейлора ) хорошо согласуются с моделью, в которой эта энергия уносится гравитационным излучением.
Согласно ОТО , гравитационное излучение могут генерировать только системы с переменным квадрупольным или более высокими мультипольными моментами. Мощность гравитационного i -польного источника пропорциональна , если мультиполь имеет электрический тип, и – если мультиполь магнитного типа , гдеv – характерная скорость движения источников в излучающей системе, аc – скорость света. Таким образом, доминирующим моментом получается квадрупольный момент электрического типа, а мощность соответствующего излучения равна:
где – тензор квадрупольного момента распределения масс излучающей системы. Константа
Вт
позволяет оценить порядок величины мощности излучения.
Попытки прямого обнаружения гравитационного излучения предпринимаются с 1969 г. (эксперименты Вебера ). В США, Европе и Японии в настоящий момент существует несколько действующих наземных детекторов (LIGO, VIRGO, TAMA, GEO 600), а также проект космического гравитационного детектора LISA (Laser Interferometer Space Antenna – лазерно-интерферометрическая космическая антенна). Наземный детектор в России разрабатывается в Научном Центре Гравитационно-Волновых Исследований "Дулкын " республики Татарстан.
Тонкие эффекты гравитации
Помимо классических эффектов гравитационного притяжения и замедления времени, общая теория относительности предсказывает существование других проявлений гравитации, которые в земных условиях весьма слабы и их обнаружение и экспериментальная проверка поэтому весьма затруднительны. До последнего времени преодоление этих трудностей представлялось за пределами возможностей экспериментаторов.
Среди них, в частности, можно назвать увлечение инерциальных систем отсчета (или эффект Лензе-Тирринга ) и . В 2005 году автоматический аппарат НАСА Gravity Probe B провёл эксперимент по измерению этих эффектов вблизи Земли, но результаты, представленные в 2007 г. оказались неоднозначными из-за больших погрешностей измерений.
Квантовая теория гравитации
Несмотря на полувековую историю попыток, гравитация - единственное из фундаментальных взаимодействий, для которого пока ещё не построена непротиворечивая перенормируемая квантовая теория. При низких энергиях, в духе квантовой теории поля, гравитационное взаимодействие можно представить как обмен гравитонами - калибровочными бозонами со 2 (если исходить из концепции ОТО ), или со спином 1 для лоренц-инвариантной теории гравитации (ЛИТГ).
Проблемой здесь является то, что при высоких энергиях описание для ОТО перестаёт работать. Поэтому в настоящее время квантовая гравитация является предметом интенсивных теоретических исследований.
Современные теории гравитации
В связи с тем, что до сих пор не вскрыта внутренняя структура ни одного фундаментального поля, не измерены параметры переносчиков поля, возникает возможность описания гравитационного поля несколькими конкурирующими теориями. Все эти теории дают похожие результаты в рамках того приближения, в котором в настоящее время осуществляются экспериментальные тесты (см . статью ). Далее описаны несколько основных, наиболее хорошо разработанных или известных теорий гравитации.
Общая теория относительности
В международной системе единиц СИ уравнения гравитационного поля ЛИТГ имеют вид:
,
Поле кручения является аналогом магнитной компоненты поля в электромагнетизме. Выражение для гравитационной силы имеет следующий вид:
- m – масса частицы, на которую действует сила,
- v m – скорость частицы.
Для кручения за пределами вращающегося тела из вышеприведенных уравнений поля можно вывести формулу:
,
где L есть момент импульса вращения тела.
Как следствие поля кручения в гравитационных явлениях возможен эффект .
Для плотности энергии и вектора плотности потока энергии гравитационного поля () получается:
Поскольку в ЛИТГ гравитационное поле является векторным, имеющим две компоненты (гравитационное ускорение и кручение), то становится допустимым дипольное гравитационное излучение от ускоряемых массивных тел. Такое излучение может появиться, например, при ускоренном движении тела под действием негравитационной силы. Однако в тел общее дипольное гравитационное излучение стремится к нулю из-за взаимной компенсации излучений отдельных тел, и доминирующим становится квадрупольное излучение, как в ОТО.
В слабых полях пространство-время описывается единичным метрическим тензором пространства Минковского, и уравнения поля лоренц-инвариантны . При больших скоростях движения частиц или в достаточно сильных полях необходимо учитывать влияние гравитационного поля на результаты пространственно-временных измерений. Например, гравитация способна отклонять лучи света от первоначального направления и изменять их скорость. Для учёта подобных явлений осуществляется переход от ЛИТГ к КТГ, путём замены в формулах метрического тензора пространства Минковского на метрический тензор искривлённого псевдориманова пространства. Это позволяет представить уравнения КТГ в ковариантном тензорном виде и с учётом изменённого метрического тензора. Тензорные уравнения гравитационного поля в произвольной системе отсчёта через ковариантные производные имеют вид:
,
где есть 4-вектор плотности импульса (плотности тока массы), порождающий гравитационное поле, – антисимметричный , состоящий из компоненти .
С помощью тензора строится :
Благодаря этому тензору в ЛИТГ и в КТГ автоматически решается проблема ОТО с тензором плотности энергии-импульса гравитационного поля. Данный тензор участвует в решении всех задач при нахождении метрики. Совместно с граничными условиями (например, на поверхности массивных тел) это задаёт условия, необходимые для правильной идентификации систем отсчёта, позволяя избежать соответствующей проблемы ОТО.
КТГ отличается от ОТО своими уравнениями движения. Если в ОТО применятся одно и то же уравнение движения и для частиц и для квантов поля (как следствие принципа эквивалентности), то в КТГ уравнения движения для частиц и квантов различаются и являются развёрнутым применением закона сохранения энергии-импульса в векторно-тензорной форме.
При решении задач в КТГ необходимо решать систему дифференциальных уравнений трёх типов – уравнения для компонент гравитационного поля, уравнения для метрики, и уравнения движения. При этом движение масс как источников поля изменяет картину поля, и метрика меняется не только за счёт изменения конфигурации масс, но и за счёт изменения напряжённостей гравитационных полей. Уравнение движения вещества в КТГ, в отличие от ОТО, позволяет описывать реактивное движение, переходя в слабом поле в релятивистское уравнение Мещерского.
2. http://dulkyn.org.ru/ru/about.html .
3. Fedosin S.G. Mass, Momentum and Energy of Gravitational Field .Journal of Vectorial Relativity, Vol. 3, No. 3, September 2008, P.30-35); статьянарусскомязыке: .
4. Логунов А.А., Мествиришвили М.А. Основы релятивистской теории гравитации. – Изд-во МГУ, 1986, с. 308.
