Современная теория гравитации

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Современная теория гравитации

Введение

Вокруг нас присутствует множество хорошо знакомых, но не объясненных, а потому - загадочных явлений, таких, например, как удар и инерция, вращение планет, гироскопический эффект, притяжение магнита, гравитация и т.д. Такие явления настолько привычны для нас, что нам кажется, что коль мы не можем их толком объяснить, то в этом и нет особой необходимости. Такое иногда можно слышать даже от физиков-профессионалов, которые при этом почему-то забывают о насущной необходимости непрерывного развития и обновления научной мысли.

Поэтому, если традиционные подходы не позволяют понять и объяснить какое-нибудь явление, то необходимо искать другие подходы, даже прямо противоположные общепринятым, или их исключающие. Только тот способен раскрыть сущность общеизвестных, но непонятных природных проявлений, кто способен рискнуть высказать свою собственную точку зрения, не совпадающую с общепринятой.

В истории такие люди были. Многие основы физики создавались не только физиками-профессионалами, но и такими «дилетантами» как пивовар Джоуль, врач Майер, учитель Эрстед, теолог Ньютон, лаборант Фарадей и эксперт патентного бюро Эйнштейн. Без этих имён не было бы современной физики. И как знать: скольких оригинальных дилетантов-физиков современная наука не досчитывается сейчас!

Мне, простому инженеру, скорее всего относящемуся к группе «дилетантов», проще оказалось искать другой подход к природе гравитации. В результате целенаправленного изучения существующих теории о гравитации, закона всемирного тяготения, трудов великих ученых Ньютона, Кеплера, Кавендиша, Эйнштейна и современных ученых выяснилось, что тайна природы гравитации до сих пор остается недоступной. Почти все ученые, ведущие исследования в области гравитации, вновь и вновь обращаются теориям вышеназванных корифеев науки и остаются в рамках начертанных им правил.

В принципиальном плане проблема гравитации, ее физическая природа является, наиболее важной и вместе с тем самой сложной во всей современной фундаментальной физике. В современной физике она остается одной из мало изученной и мало исследованной сферой науки. Начиная от научных исследований современников Исаака Ньютона и Альберта Эйнштейна до нынешних ученых, несмотря на отдельные достижения в области исследования свойств гравитации, до сих пор не достигнуто успехов, раскрывающих тайну гравитации в целом. Ньютон на вопрос о теории гравитации отвечал так: «Моя теория говорит, как движутся тела. Этого должно быть достаточно. Я сказал вам, как они движутся, а не почему», которое очень точно характеризует положение дел.

Исаак Ньютон сформулировал закономерность притяжения планет, выделив только одно из свойств гравитации - тяготение, при этом он провел параллель по притяжению любых тел, обладающих массой. Открытый великим ученым в семнадцатом веке закон всемирного тяготения на протяжении трехсот лет остается приоритетным и неоспоримым. Только Эйнштейн ввел новые понятия в свойства гравитации и дал возможность ученым рассмотреть гравитацию с другой точки зрения.

С периода возникновения закона всемирного тяготения прошло много времени и многое изменилось в науке. У нашей планеты появились искусственные спутники, которые в корне опровергли зависимость притяжения от массы тел. Новые технологии в области космонавтики и астрофизики позволили получить факты и сведения о гравитации, недоступные великим ученым в прошлом. Вместе с тем, авторитет гениального ученого Ньютона настолько велик, что его теория о тяготении остается незыблемой до сих пор, а тайна гравитации - не раскрытой.

Практика показывает, что главной из причин недоступности тайны гравитации остается невозможность определения ее свойств и самого носителя гравитации. Несмотря на повсеместное присутствие гравитации, она все время остается неуправляемой, вследствие чего проведение опытов по определению ее свойств оказалось не возможным. Как будто в этой области знании лежит «запрет», не позволяющий доступ человечества к ней. Все это потребовало пересмотра не только закона всемирного тяготения, но и отношения к исследованию природы гравитации.

Поэтому, с наступлением нового тысячелетия, ученые всего мира обратили свои взоры к тщательному исследованию основ гравитации. В результате появился новый подход к изучению гравитации.

Для преодоления устоявшихся мнений и взглядов на природу гравитации, существующих научных определений и законов в этой области, нужно было освободиться от требований сложившихся норм и правил в науке, искать совершенно другой подход и нетрадиционно осмысливать сущность гравитации.

В течение нескольких лет мною проведена огромная исследовательская работа в области гравитации, что позволила открыть завесу великой тайны природы. Начав с интереса к проблеме возникновения циклона и погодных условий, изучив теории дрейфа континентов, возникновения землетрясений, вулканов и цунами, я пришел к выводу, что всеми этими природными явлениями управляет гравитация. Дальнейшее целенаправленное и углубленное изучение научной литературы и материалов из Интернета, их тщательное исследование и анализ показали, что современная наука абсолютно не рассматривает участие гравитации в этих процессах.

Главным моим научным открытием в настоящей теории является способность гравитации изменить направление воздействия при проникновении в плотные материальные тела, в результате чего появляются ее многообразные свойства в виде сжатия, смещения и вращения тела, которые непосредственно отражаются в качестве последнего.

Грандиозным инструментом, естественной экспериментальной установкой для открытия мною природы гравитации послужила вся наблюдаемая Солнечная система с уникальными особенностями нашей планеты. Сбор признаков, установленных фактов, современных достижений науки, указывающих на роль гравитации в протекании вышеназванных физических процессов, подтвердил мою теорию. Так родилась моя новая теория гравитации.

Моя теория гравитации дает определение многочисленным свойствам гравитации, хорошо согласовывается с существующими природными явлениями, доступно объясняет процесс их возникновения и протекания. В рамках моей теории становятся понятным и объяснимым следующие основополагающие теории в фундаментальной и теоретической физике:

1. Образование и механизм действия гравитации;

2. Носитель гравитации и его свойства;

3. Механизм взаимодействия гравитации с материальными веществами;

4. Движение планет по орбите, причина возникновения эллиптических орбит, их зависимость от гравитации;

5. Природа вращения планет вокруг собственной оси и роль магнитного поля в этом процессе;

6. Уровень влияния плотности гравитации, составляющие потоки гравитации;

7. Природа воздействия постоянных магнитов;

8. Возникновение магнитного поля планеты и его влияние гравитации;

9. Появление и вращение колец вокруг планет-гигантов;

10. Расширение планеты, приводящее к дрейфу континентов;

11. Геофизические процессы, появление радиоактивности, изменение свойств пород;

12. Основа возникновения и механизм деятельности землетрясений, вулканов, цунами и приливов;

13. Образование погодных условий - циклонов, антициклонов, возникновение торнадо, тайфун;

14. Эволюция животных и растений, изменение их видов;

В первой части теории даны определения по темам 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Во второй части изложено взаимодействие гравитации с магнитным полем и ее влияние на природные явления, определения по темам 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14.

По моему убеждению, перечисленные направления в моей теории требуют дальнейшей детальной разработки, исследования и уточнения в плане влияния гравитации, что в последующем даст ключ к управлению и подчинению энергии гравитации. Существующие представления о природе гравитации, вероятно, изменятся, может быть даже в самом недалеком будущем. Наши знания о гравитации Земли находятся на более низком уровне и наличие такого относительно хорошо изученного «образца», как гравитация Земли, очень важно для понимания природы других планет. Открыв тайну гравитации Земли, мы совершим качественный рывок в науке и технике, тем самым откроем свободный путь к исследованию Вселенной.

В «Современной теории о гравитации» встречаются выражения, определения и формулы, не помеченные ссылкой на другие литературные источники. Они нигде и не встречаются, так как, являются основой моей новой теории. Вообще, суть новой теории - изменение направления гравитации при проникновении в плотные вещества используется только в моей теории и является ее приоритетом.

Поэтому, предлагая свою новую теорию о гравитации на широкое обсуждение мировой науки, прошу справедливо изучить и сопоставить приводимые мною доводы и гипотезы с существующими в природе и науке законами и положениями. В свое время Николай Рерих говорил: «Каждое великое достижение должно пройти горнило отрицания и глумления». Вместе с тем хотелось бы, чтобы современные представители науки не спешили с опровержениями, а отнеслись с интересом и глубоким пониманием к моей теории.

1. Природа и механизм влияния гравитации

1.1 Новый взгляд на природу гравитации

физический гравитация орбита магнит

Природа гравитации до сих пор не ясна и учёные упорно продолжают искать частицу-носителя гравитации - гипотетическую частицу «гравитона». Имеющиеся сейчас модели «гравитонов» пока далеки от описаний реальной действительности, так как их и не смогли пока обнаружить. Да, из некоторых построений вытекает, что взаимодействие с помощью «гравитонов» должно как будто вызывать эффект отталкивания, но это всё пока теория.

Ньютон научно обосновал позицию для объяснения только одного из свойств гравитации - притяжения между небесными телами, при этом он разъяснения о природе гравитации не давал. И всеобщность тяготения, как и очевидность закона, настолько сильно повлияла на весь научный мир, что ученые к данному явлению, как «корню» всех основных свойств материи, возвращаются вновь и вновь. Уже существует более современная теория гравитации - «общая теория относительности Эйнштейна», которая допускает искривление пространства-времени. Кроме них существуют масса теории и гипотез, объясняющих суть и природу гравитации. Однако, все они вновь и вновь связывают свои теории с законами Ньютона и Эйнштейна, в результате не могут претендовать на более новый уровень знаний. Кто закладывает очередную ступеньку более прогрессивной теории, не должен бояться авторитетов великих ученых и новые идеи должны обосноваться на современной научно-экспериментальной базе, открывающей все новые факты, ранее не доступные науке.

Принцип тяготения, узаконенный Ньютоном, не принимали многие - едва ли не все ученые европейского «континента». Неудовлетворенность им много раз высказывал Лейбниц. Гюйгенс выражал сожаления Ньютону, отдавшего столько сил вычислениям, вдохновленным совершенно нелепым принципом. Загадочность гравитации, ее чужеродность новой механике прекрасно сознавал и сам Ньютон. Именно вопрос о физической природе тяготения он отразил словами, ставшими позднее боевым девизом классической физики: «Гипотез не измышляю!». Однако в другом, более доверительном контексте, в письме к Бентли, Ньютон выражался более осторожно: «Иногда Вы говорите о притяжении как о главном и неотъемлемом качестве материи. Я прошу Вас не приписывать мне это понятие, так как я не претендую на знание причины притяжения и мне требуется еще время, чтобы подумать». (59)

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Природа гравитации оказалась самой сложной во всей современной фундаментальной физике. Естественной экспериментальной установкой для открытия мною природы гравитации послужила Солнечная система, в которой нейтрино оказалось доминирующим по энергии и по создаваемой им гравитации. По своим качествам на роль «гравитона» - исполнителя гравитации претендовало только нейтрино, одна из самых маленьких частиц, известных современной науке.

Простейший эксперимент - «гравитационное отклонение», проведенный мною и доступный каждому (рис. 1), в корне меняет взгляд на природу гравитации. Этот эксперимент направлен на определение свойства гравитации по изменению направления движения свободно падающих тел в вертикальной (А) и горизонтальной (Б) плоскостях. Капля воды, при свободном падении, в зависимости от времени суток отклоняется в разные стороны, но преимущественно в юго-восточную сторону от вертикального отвеса и падает недалеко от вертикальной оси. Это происходит под воздействием гравитации, имеющей в основном юго-восточную направленность влияния, о чем подробно остановлюсь во II и III главах.

Причиной трудности обнаружения носителя гравитации до сегодняшнего дня, является неуправляемость, неуловимость гравитации и отсутствие ярких признаков, позволяющих сделать вывод о свойствах и качествах, так называемого «гравитона». Одной из проблем в пути познания тайн гравитации стало неудачное представление о свойствах гравитации по взаимодействии с материальными телами. Было ошибочно принято, что гравитация, создавая притяжение между телами, не приталкивает их друг-другу, а притягивает их по прямой линии. Такое представление не позволяло объяснить механизм обращения космических объектов по орбите, тем более вращения их вокруг собственной оси.

Предлагаемая мною «нейтринная гипотеза» позволила мне привлечь в новую теорию о возникновении гравитации самые яркие идеи физики элементарных частиц и тем самым обогатить содержание этой теории. Благодаря смелым предположениям, которые впоследствии находили подтверждения, мне удалось создать стройную систему о свойствах гравитации, которая хорошо согласовываются с существующими в природе и науке законами и правилами.

Механизм возникновения гравитации

Попытки ученых объяснить причину гравитации привели к поиску и созданию нескольких вариантов механизма тяготения, объясняющего природу возникновения гравитации. Перспективной из множества вариантов является «гравитонная гипотеза».

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

В модели используется представление о «гравитонах» как о мельчайших частицах со слабым взаимодействием с веществом. Суммарное воздействие «гравитонов» на пробное тело приводит к «приталкиванию» одного тела к другому. Такой подход позволяет объяснить механизм наблюдаемого «притяжения» одних тел к другим без привлечения теории относительности и понятия об искривлении пространства. Расчет по полученным здесь формулам полностью соответствует результатам расчета по эмпирической формуле закона всемирного тяготения Ньютона(15).

Модель, разработанная мною и показанная на рис. 2, хорошо объясняет механизм возникновения гравитации. Предположим, что «гравитоны» равномерно распределены в пространстве и излучаются всеми звездами и планетами, в центре которых постоянно происходит термоядерный синтез.

Здесь надо дать должное существующей гипотезе о состоянии внутреннего ядра из жидкого железа, выдвинутой на основе расчетов увеличения плотности породы к центру планеты и характера прохождения сейсмических волн. Вместе с тем, геофизический анализ параметров прохождения сейсмических волн через внутреннее ядро планеты, с точки зрения уровня влияния плотности гравитации дал бы совсем другой результат.

Термоядерный синтез, процесс которого искусственно не удалось создать ученым, происходит в условиях высокого уровня плотности гравитации. Такие условия возникают только в недрах звезд и планет, где высокие гравитационные давления способствуют выделению высокотемпературной плазмы и не позволяет ей переходить в цепную реакцию. Тепло, образованное в результате термоядерного синтеза, сохраняет жидкое состояние мантии в течении миллиарды лет существования Земли. В процессе термоядерного синтеза выделяется огромное количество «гравитонов».

При этом, «гравитоны» в процессе удаления от своего источника на десятки астрономические единицы видоизменяются, после чего становятся активными при взаимодействии с небесными телами. Эти активные при взаимодействии частицы поглощаются теми же природными термоядерными реакторами в центре других звезд и планет.

Через планеты и звезды в самых разных случайных направлениях пролетают «гравитоны» (пунктирные линии на рис. 2), которые, обладают высокой энергией и проникающей способностью, и слабо взаимодействуют с веществом, то есть отдают частицам вещества очень небольшую часть своего импульса. Большинство их пронизывают мимо центрального ядра планеты, и их влияние планете уравновешивается влиянием летящих напротив «гравитонов». Те «гравитоны», которые попадают в центральное ядро, участвуют там в термоядерном синтезе и прекращают свое существование.

Вот именно те «гравитоны» не могут создавать равновесие проникающим с противоположной стороны «гравитонам», которые также исчезают в термоядерном синтезе. В результате центральное ядро планеты экранирует гравитационное влияние чужих «гравитонов». Результирующее воздействие всех «гравитонов» на центральное ядро не будет равным нулю, и возникнет сила, направленная к центру планеты.

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Объем силы, действующей на планету, будет зависеть от степени поглощения «гравитонов» центральным ядром, где проходит термоядерный синтез. Между направлениями центральных ядер, обозначенных на рис. 3 белой полосой, образуется зона, где уровень влияния гравитации уменьшается незначительно. Подпадающие в эту зону участки обоих планет, под влиянием центробежных сил планет, испытывают приливы в водных бассейнах и поднятия почвы, атмосферы. В этих зонах уровень гравитации сохраняется за счет «гравитонов», пронизывающих мимо центральных ядер (пунктирная линия на рис. 3). Уровень влияния гравитации также характерна для каждой из них, но выражает способность их создавать притяжение и зависит от объема и мощности центрального ядра, где проходит термоядерный синтез.

Принудительное изменение направления потоков «гравитонов»

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Одним из загадочных явлений в природе остается свойство притяжения постоянных магнитов. При приближении двух магнитов с разными полюсами они притягиваются, а с одноименными полюсами - отталкиваются.

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Это явление происходит благодаря воздействиям «гравитонов» (рис. 4). Как известно, постоянный магнит создает вокруг себя замкнутое магнитное поле. Магнит в разных направлениях пронизывают летящие навстречу друг другу «гравитоны», которые, попадая в зону действия магнитного поля, строго ориентируются своими энергетическими полюсами. При этом они незначительно отклоняются от своего направления движения и создают почти незаметную разность потенциалов.

Однако, когда два магнита с одноименными полюсами приближаются друг другу, происходит сжатие и искривление их магнитных полей и между ними образуется аномальная зона магнитных полей. В этой зоне ориентированные «гравитоны» согласованно отклоняются от своего направления движения и сгруппируются в узкий пучок. Именно на этом пучке уровень плотности потоков «гравитонов» очень высокий. Встретившись в аномальной магнитной зоне, они создают отталкивающий эффект (рис. 4).

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Когда два магнита (рис. 5) приближаются друг другу разноименными полюсами, происходит обратное. В этом случае на отрицательном полюсе магнита поток «гравитонов» в аномальной магнитной зоне начинают рассеиваться и создают разряженный участок плотности «гравитонов». Большая разность потенциалов противоидущих потоков «гравитонов» заставляет двух магнитов притягиваться и прилипать друг другу.

Здесь необходимо понимать, что без аномальной магнитной зоны потоки «гравитонов» через магниты проходят без изменения направления движения и не создают большую разность потенциалов. Прилипания железа к магниту можно объяснить тем, что молекулярная структура первого позволяет возбуждению последовательного вторичного магнитного поля в своей структуре, в результате чего оно обязательно притягивается к магниту.

Опыты с магнитами свидетельствуют, что в вертикальном состоянии на магниты действуют потоки «гравитонов», идущих снизу, минуя внутреннее ядро нашей планеты.

Изменение величины гравитационной постоянной

В 1797 г. Генри Кавендиш впервые измерил гравитационную постоянную - G. Кавендиш использовал крутильные весы, на обоих концах которых висели массивные шары. Они гравитационно притягивались к шарам, помещенным рядом, и поворачивали весы, закручивая нить. Величина закручивания измерялась по смещению луча света, отраженного от зеркальца, закрепленного на нити. За прошедшие 200 лет неоднократно делались попытки более точного измерения G, однако погрешность уменьшалась незначительно и составляла в 1998 г. 0,15%. Группе ученых из Университета Вашингтона в Сиэтле во главе с Jens Gundlach и Stephen Merkowitz удалось улучшить точность на 2 порядка. Они объявили результат измерения G = 6,67390.10^-11 н^. м²/кг² с погрешностью 0,0014%(1).

Указанный эксперимент в рамках моей теории объясняется таким образом (рис. 6).

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Гравитоны», летящие в самых разных направлениях, имеют противодействие со стороны тех «гравитонов», летящих навстречу. При проникновении в более плотные тела «гравитоны» меняют направление своего движения, а под влиянием магнитного поля это происходит организованно. В результате происходит смещение противодействующих потоков «гравитонов», которое порождает незначительное смещение потенциалов в противодействующих потоках, что заставляет притягиваться тел между собой. Вместе с тем, этот процесс не является тяготением.

Результаты эксперимента Кавендиша показывают смещение гравитационных потоков и способность «гравитонов» изменить направление движения под влиянием магнитного поля при проникновении в плотные тела.

Существуют разные варианты теории гравитации, имеющие в слабых полях одинаковый ньютоновский предел, но дающие ряд предсказаний, отличных от предсказаний общей теории относительности, в т. ч. переменность гравитационной постоянной. Например, теория П. Дирака, созданная ещё в 1930-е гг., предсказывает изменение гравитационной постоянной (DG) со временем на величину ~DG/G »--6^.10^-11 в год. Свидетельством тому является то, что Луна ежегодно удаляется от Земли на 3,8 см. Некоторые варианты теории гравитации предполагают зависимость гравитационной постоянной от расстояния между притягивающимися телами(2).

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Гравитационная постоянная характерна для определенных космических тел и зависит только от величины и объема центрального ядра, где происходит термоядерный синтез. В зависимости от мощности указанного источника энергии, планеты и звезды обладают свойствами сосредоточения и поглощения гравитации.

Поэтому, необходимо считать, что гравитационная постоянная характеризует мощность звезд и планет по поглощению и сосредоточению гравитации. В зависимости от уменьшения мощности термоядерного синтеза, происходящего в центральном ядре, гравитационная постоянная объекта уменьшается со временем.

Гравитационную постоянную можно выразить в виде пространственно-временной зависимости, показанной на рис. 7. Из схемы видно, что с изменением свойства времени меняется пространство, то есть, с уменьшением гравитационной постоянной уменьшается пространственные характеристики, а время растягивается до полной остановки. Таким образом, гравитационная постоянная является не четырехмерным, а пятимерным, так как время играет основную роль в изменении пространства. Такая взаимозависимость очевидна, так как, если время растягивается - пространство уменьшается, а если время убыстряется - пространство увеличивается. Указанная взаимозависимость является главным фактором изменения свойств всей материи и в зависимости от своего объема составляет основу разновидности мира.

Такую зависимость легко обнаружить в примере ускорения свободного падения тел на поверхности Земли. Тело при свободном падении ускоряет свое движение и в первую секунду преодолевает расстояние 9,81 метров, а во второй секунде - 19,62 метров и в третьей - 29,43 м. Видно, что в отрезке пути, соответствующей ко второй секунде, тело расстояние 9,81 метров преодолевает за 0,5 секунды, а в третьей секунде - за 0,3 секунды. Расстояние осталось прежним, а время убыстрилась.

Это означает, что если миллиард лет назад гравитационная постоянная Земли была два раза больше чем сейчас, время протекала соответственно два раза быстрее. И наоборот, если через миллиард лет гравитационная постоянная уменьшится в два раза, время растянется два раза.

1.2 Роль гравитации в обращении планет на орбите

Место гравитации в законе всемирного тяготения

Слово «гравитация» происходит от латинского слова gravitas, означающего «вес, тяжесть». Однако, «гравитация» выражает более широкое понятие, чем просто вес тела. Свободное падение тел на Землю издавна объяснялось наличием их таинственного притяжения к Земле. Астрономические наблюдения показали, что небесные тела также притягивают друг друга.

Закон всемирного тяготения, сформулированный И. Ньютоном во второй половине XVII века, отражает универсальное свойство материи - зависимость движения тел от их массы и расстояния между ними. Однако, сам И. Ньютон и все последующие физики на протяжении более 300 лет не смогли объяснить природу сил, действующие на тела, согласно этому закону.

Почему, на первый взгляд, такой простой закон, так долго не получал должного объяснения со стороны физиков? Это можно объяснить тем, что при объяснении природы возникающих сил в данном законе, все усилия были направлены на поиск причин тяготения, направленного точно в центр Земли. В течение XVIII-XX вв. физики искали механизм, объясняющий тяготение. Ньютон практически всю свою жизнь пытался докопаться до сути гравитации. Пытался вначале объяснить дальнодействие тяготения наличием эфира, тонкого вещества переменной плотности, которое, вытесняя более грубое вещество и заполняя поры тел, вызывает тем самым эффект притяжения. Но впоследствии он от поисков механизма тяготения отказался.

В течение двух веков физики обсуждали два типа механизмов, объясняющих гравитацию - с помощью эфира и с помощью корпускул. Однако, эти объяснения не выдерживали серьезной критики. Возникали разные объяснения природы тяготения (электрические, магнитные и др.), однако все они по тем или иным причинам не находили должного удовлетворения. И это справедливо, так как они не описывают причину тяготения между телами.

Тяготение - это последствие гравитационного взаимодействия тел, сила, полученная в результате влияния гравитации. Это можно сравнить с индукцией магнитной катушки, возникающей в результате направленного тока электронов. А так как известный закон всемирного тяготения относится к вычислению центробежной силы тел с определенной массой и ее противодействия, гравитация в данном законе имеет второстепенное место.

Интерес к проблеме гравитации возник задолго до Ньютона. В IV в. до н.э. Аристотель утверждал, что все тела падают, потому что они стремятся к центру Вселенной, а этим центром является Земля. При этом считалось, что чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает. Такое представление продержалось около 2 тысячелетий и было опровергнуто в результате опытов Г. Галилея со свободным падением тел. Галилей доказал, что если освободиться от сопротивления воздуха, то все тела упадут на Землю с одинаковым ускорением. Большой вклад в развитие идей о всемирном тяготении внесло открытие И. Кеплером законов движения планет, однако, так же без объяснения причин тяготения и участия гравитации. Все эти факты подготовили почву для открытия И. Ньютоном закона всемирного тяготения в 1685 году. Этот закон, а также сформулированные Ньютоном три основных принципа механики: закон инерции, закон пропорциональности ускорения действующей силе и обратной пропорциональности массе, а также закон равенства действия противодействию - легли в основу современной классической, или, как часто говорят, ньютоновой механики.

Как в теории тяготения Ньютона, так и в общей теории относительности Эйнштейна гравитационная постоянная рассматривается как универсальная константа природы, не изменяющаяся в пространстве и времени и не зависящая от физических и химических свойств среды и гравитирующих масс.

Определение гравитационной постоянной Земли с помощью Луны

Луна, двигаясь по своей орбите радиусом R (расстояние от центра Земли до центра Луны, равное 384000 км), со скоростью v (скорость движения Луны вокруг Земли равна отношению протяженности орбиты на период обращения - С / Т = 2рR / Т = 6,28. 384000 км / 27,3 сутки = 2386400 км / 655,2 часов = 3642,2 км/час или 1012 м/сек), во взаимодействии с центробежной силой находится в уравновешенном состоянии. Такое же состояние испытывает искусственный спутник на геостационарной орбите с соответствующими параметрами: H - 42178 км (35800 км + 6378 км), период вращения 24 часа, скорость v - 11035 км/час, или 3065 м/сек.

На орбите космонавт, вышедший в открытый космос, из-за разницы в массах не улетает прочь от станции, хотя действующая на них центробежная сила разная. Потому что, одна из составляющих гравитации - g, одинаково действует на все тела, не зависимо от их массы и плотности. Поэтому космические объекты с разной массой m и размерами, могут находиться на одной орбите H, при одинаковой скорости v обращения. Вот почему искусственный спутник, находясь на орбите Луны, будет обращаться вокруг Земли с одинаковой скоростью как Луна.

По второму закону Ньютона центробежная сила, действующая на Луну при обращении вокруг Земли, направлена от центра и вычисляется как произведение массы на скорость вращения:

F1 = M. v² / R

где F₁ - центробежная сила, M - масса Луны, V - скорость обращение Луны вокруг Земли, R - расстояние от центра Земли до Луны.

Сила, противодействующая центробежной силе и возникающая в результате влияния потока гравитации на орбите Луны, согласно первому закону Ньютона равна:

F₂ = M. g

Уравновешенное обращение спутников на орбите свидетельствует, что F₂ = F₁, значит,

M. g = M. v² / R

отсюда видно, что такое равновесие не зависит от массы, так как, с ее сокращением данное уравнение остается неизменным:

g = v² / R (1)

Данное уравнение показывает, что при уравновешенном обращении тело на орбите, центробежная сила равна уровню влияния плотности гравитации и характеризуется высотой и скоростью движения тела на орбите. В пользу указанного уравнения говорит и тот факт, что все тела с нулевой точки отсчета в космосе падают в сторону Земли с одинаковой скоростью.

Учитывая, что гравитация влияет на тело независимо от его массы и ее особенностью является расстояние и скорость движения объекта на орбите, обеспечивающей равновесие, действующую гравитационную постоянную G_к вычисляем по формуле:

Gк = R². g = R². (v² / R) = R^. v²

Gк = R^. v² (2)

где, R - расстояние от центра до орбиты обращения объекта,

V - скорость обращения объекта на орбите.

По формуле (2) определим космическую гравитационную постоянную (КГП) Земли для Луны:

Gк = R. v² = 384000 км. 3642² км/час = 5093438976000 км³/час² или 393. 10¹² м³/сек².

В международной системе постоянных IERS в 1992 году принята гравитационная постоянная Земли G - 398,6. 10¹² м³/сек².

С учетом, что Луна имеет усредненную орбиту с некоторыми отклонениями, за точную величину КГП Земли примем величину 398,6^.10¹² м³/сек². Данная космическая гравитационная постоянная Земли характеризуется пространством и обратным уменьшением времени нашей планеты.

Для спутника на геостационарной орбите с высотой Н = 35800 + 6378 = 42378 км:

Gк = Н. v² = 42178 км. 11135² км/час = 5254372999050 км³/час² = 396. 10¹² м³/сек²

Точно также с помощью спутников Марса определим его гравитационную постоянную, которая равна для Фобоса Gк = H. v² = 9380000 м. 2137,26² м/сек = 42,847. 10¹² м³/сек² и для Деймоса Gк = H. v² = 23460000 м. 1351,18² м/сек = 42,831. 10¹² м³/сек². Используя установленные данные спутника Юпитера Ио вычисляем гравитационную постоянную Юпитера Gк = H. v² = 420000000 м. 17444² м/сек = 127,809^.10¹⁵ м³/сек².

С помощью формулы (2) можно вычислить скорость для искусственных спутников Земли, необходимая для обращения на заданной орбите:

v = v (G / R) (3)

Для каждой планеты свойственна своя гравитационная постоянная. В зависимости от величины гравитационной постоянной каждая планета имеет собственную пространственно-временную характеристику, отличающуюся от других структурой, формой и условием живой и неживой материи, которые, попадая в условия земной гравитации, со временем меняют свои свойства в соответствие с новыми пространственно-временными характеристиками Земли.

Влияние гравитации на движение планет на орбите, уклон гравитации

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обращение Луны по своей орбите многими учеными объясняется тем, что она под влиянием притяжения Земли, направленного в центр Земли, постоянно падает на нее, однако, за счет большой скорости движения не успевает упасть на Землю. Постоянная скорость движения Луны объясняется сохранением энергии, то есть она, набрав один раз скорость на орбите, будет двигаться без остановки, так как не встречает сопротивления на своем пути. Вместе с тем, мы хорошо знаем, что на ее движение оказывает возбуждающее влияние гравитации Земли, Солнца и других планет, которые, в конечном счете, должны изменить скорость и орбиту движения Луны.

Тогда справедливо возникает вопрос, что же является источником неиссякаемой энергии для сохранения скорости движения Луны?

По моим расчетам, ею является та же гравитация. Гравитация, как и свет, проникая в материальное тело, встречает сопротивление, в результате чего незначительно замедляется скорость ее распространения, что приводит к некоторому изменению направления движения (рис. 8). На выходе из плотного тела, гравитация доводит свою скорость распространения до первоначального и восстановить направление своего движения. В зависимости от плотности материалов тела, отклонение направления гравитации бывает разным. Все эти изменения происходят равномерно и составляет кривую пространства. Указанный процесс происходит в планетарном масштабе, в связи с чем повторить в лабораторных условиях, пока, не представляется возможным.

Земная гравитация, проникая в Луну, меняет свое направление и толкает ее не по прямой, направленной точно к центру Земли, а по касательной к траектории движения Луны по орбите и является вектором направления к центру Земли и направления движения по орбите. (рис. 9)

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

В таком случае, как показано на рис. 9, Луна равномерно будет двигаться с определенной скоростью по своей орбите, постоянно получая от гравитации энергию для движения. При этом, проекция потока гравитации, прошедшего через Луну, на поверхности Земли выступает в виде приливного горба и находится впереди проекции самой Луны по направлению к ее обращению.

А это верный признак того, что поток земной гравитации, проникая в Луну, не только уменьшает свой уровень плотности, но и смещается в сторону ее движения. Так как период обращения Луны по орбите постоянный, скорость ее движения по орбите является относительно равномерной и зависит от величины гравитации и обратно пропорционально к радиусу орбиты:

V = v (G / R) (3)

если заменим G на

g = G / R² (4)

получим скорость обращения Луны по орбите вокруг центра сосредоточения гравитации Земли:

V = v (g R² / R) = v (g.R) = v (0,0027 м/сек^2. 384000000 м) =1012,23 м/сек (5)

где R - расстояние от центра Земли до Луны, g - уровень влияния потока гравитации Земли на орбите Луны.

Формулы (1, 2, 3, 4 и 5) показывают, что скорость движения и радиус орбиты Луны пропорционально изменяются при не меняющейся гравитационной постоянной.

Влияние гравитации на образование эллиптической орбиты

Рассмотрим случай, когда под влиянием солнечной гравитации орбита Луны периодически колеблется, в результате чего радиус орбиты последней изменится, соответственно - скорость ее движения. Такое изменение особенно заметно, когда Луна окажется между Солнцем и Землей. Уровень влияния потока гравитации или ускорение свободного падения Солнца на орбите Земли g_с = G / H² = 0,005898 м/сек², а, уровень влиянии потока гравитации Земли на орбите Луны g_з = G / R² = 0,0027 м/сек², что приведет к обязательному отклонению орбиты Луны в сторону Солнца.

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Этот процесс, как показано на рисунке 10, происходит следующим образом - при суммарном уменьшении уровня влияния потока гравитации g, центробежная сила - а отталкивает Луну от Земли, незначительно увеличив расстояние r_о между ними. По инерции скорость движения Луны по своей орбите v_о некоторое время остается прежней, что приведет к ее удалению от Земли по эллиптической орбите (1 участок орбиты). Когда Луна выходит из аномальной зоны, из-за удаления по прямой ее угловая скорость обращения щ вокруг Земли уменьшится, что приведет к увеличению g_з - уровня влияния потока гравитации Земли, то есть ускорению свободного падения. При этом, движение Луны начинает тормозиться, она уменьшит свою скорость v_о, что приведет к уменьшению центробежной силы а_л и увеличению ускорения свободного падения g_з (2 участок орбиты). Далее расстояние до Луны начинает сокращаться r_о, а скорость ее движения увеличиваться v_о. При этом, она, как бы, падает на Землю не по прямой, а по касательной (3 участок орбиты). Это приведет к увеличению угловой скорости щ с угловым ускорением в = (щ - щ_о) / t, соответственно увеличению центробежной силы а = в * r, которая начинает отталкивать Луну от Земли. Данный процесс движения спутника Земли объясняется формулами:

V = v (g. r) (6)

r = V² / g (7)

где, v - равнопеременная скорость движения Луны на орбите, g - уровень влияния потока гравитации Земли на орбите Луны, r - радиус обращения Луны на орбите.

Отсюда видно, что радиус обращения и скорость движения Луны на орбите обратно пропорциональны друг другу, так как, уровень влияния потока гравитации меняется в зависимости от радиуса орбиты. Поэтому указанная формула ярко выражает движение Луны и искусственных спутников на эллиптической орбите вокруг Земли.

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Предположим, что Земля является единственным телом во всей вселенной и находится в состоянии покоя. Если Луна, также в состоянии покоя, появилась бы на том же расстоянии, на каком она сейчас находится от Земли, то она под влиянием земной гравитации, как показано на рисунке 11, сейчас же начала бы двигаться ускоряющей скоростью v_о в направлении Земли по касательной к прямой линии. При этом Луна не упала бы на Землю, а прошла бы рядом на ускоряющей скорости в расстоянии r_о и описав вытянутый эллипс вернулся бы обратно. Описав несколько миллионов витков, Луна выпрямила бы свою орбиту и обращалась бы по идеально круглой орбите, не испытывая никаких возмущений.

Представьте себе такую закономерность: поверхность Луны, Меркурия, не имеющих вращательное действие вокруг собственной оси, испещрена кратерами от больших метеоритов. В то же время поверхность Земли, Марса, Юпитера, Венеры и других небесных тел, имеющих вращение вокруг собственной оси, такой картины не имеют. Такое положение наблюдается и на спутниках планет-гигантов, зафиксированное американским космическим аппаратом «Вояджер». Так, поверхность спутников Юпитера Ио, Европы, Ганимеда имеет редкие следы метеоритной бомбардировки, тогда как поверхность Каллисто сплошь покрыта кратерами. Спутники Сатурна Энцелад, Диона и Титан также имеют редкие кратеры на поверхности, когда Тефия, Рея и Япет сильно пострадали от метеоритов. Спутник Урана Ариэль мало пострадал от метеоритов, а Умбриэль, Оберон и Титания часто становились их мишенями. Возможно, те спутники, которые имеют малочисленные кратеры, вращаются вокруг собственной оси.

Почему? Потому, что те небесные тела, которые имеют собственное магнитное поле и вращение вокруг собственной оси, часто избегают столкновения с крупными метеоритами. У них происходит отклонение направления гравитационного потока в сторону вращения. В результате гравитация этих планет «притягивает» небесные тела только мимо себя. За исключением мелких метеоритных тел, которые подпадают под влияние земной гравитации в сравнительно близких расстояниях, крупные тела испытывают земное притяжение издалека и в ходе приближения, подчиняясь силе гравитации, пролетают мимо Земли. Вместе с тем, столкновение небесных тел с Землей, редко, но все таки случается, когда быстро пролетающее рядом тело не успевает среагировать на притяжение Земли должным образом.

Вклад в развитие идей о всемирном тяготении внесло открытие И. Кеплером законов движения планет. Вместе с тем, его расчеты построены только на движение планет по эллиптической орбите и не раскрывают суть влияния гравитации. Законы Кеплера - наблюдательные законы, следствие математической обработки результатов наблюдений. Они отображают закономерности движения, но не выявляют причин.

физический гравитация орбита магнит

e = (v (a2 - b2)) / a

Закон всемирного тяготения показывает, что законы Кеплера - лишь следствие физического свойства любых тел, обладающих массами, притягиваться друг другом. Было принято, что все движения в Солнечной системе подчиняются закону всемирного тяготения. Исходя из малой массы планет и тем более прочих тел Солнечной системы, можно приближенно считать, что движения в околосолнечном пространстве подчиняются законам Кеплера. Тем не менее, закон Кеплера описывает только траекторию движения тел вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце. Однако наблюдения показывают, что траектория движения спутников по орбите непосредственно подчиняется уровню влияния потока гравитации, от которого зависит расстояния между телами. Чем ближе к Солнцу небесное тело, тем быстрее его скорость движения по орбите (планета Уран, самая далекая из известных, движется в 5 раз медленнее Земли).

Из наблюдений за движениями искусственных спутников хорошо видно, что под влиянием гравитации время их существования резко сократится, если пустить их против принятого движения, то есть с востока на запад. На такой орбите гравитация начинает тормозить скорость движения спутника и давить его к Земле, что приведет к его неминуемому скорому падению. Даже те спутники, имеющие полярные и сильно наклоненные от экватора орбиты, со временем принимают орбиту вдоль экватора и движутся с запада на восток.

Влияние гравитации на образование колец вокруг планет

Причиной образования тонких колец вокруг планет-гигантов, также является влияние гравитации. Вокруг экватора планеты вектор влияния гравитации на орбите спутников имеет строгий наклон вдоль экватора в сторону вращения. В других широтах влияние гравитации g имеет некоторый наклон в сторону экватора, то есть с любой точки околоземного пространства спутники, двигающиеся по орбите, будут устремлены к экватору (рис. 12), как например, воздушные массы земной атмосферы южного и северного полушария, в целом, движутся к экваториальному поясу. Все это наталкивает на мысль, что влияние гравитации имеет некую закономерность и направленность. Подчиняясь влиянию гравитации, возможно, все искусственные спутники Земли, вращающиеся на высоких околоземных орбитах, спустя столетия выстроятся в цепь, образуя своеобразное кольцо вокруг экватора и при этом, они не будут испытывать никакого притяжения между собой. Возможно, по этой причине темные пятна на солнце, образованные впоследствии гравитационной аномалии, плавая на огненно-жидкой поверхности Солнца, в течение нескольких месяцев собираются на экваториальной линии нашего светила.

65

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Многочисленные осколки и частицы вокруг планет-гигантов по мере вращения по орбите, под влиянием гравитации планеты собрались на орбите вдоль экватора. При этом гравитация уплотнила их в тонкое кольцо, где каждая частица, независимо от своих размеров, вращается одинаковой скоростью, характерной для каждой высоты орбиты обращения. Особенностью этих колец остается то, что все частицы в них, несмотря на относительную их плотность, остаются отдельными, что свидетельствует отсутствия притяжения между ними. Частицы и осколки на самой низкой орбите кольца со временем приближаются к поверхности планеты и встретив сопротивление атмосферы и уменьшив скорость обращения, падают на планету. В результате вдоль экватора планеты образуется прямая линия от следов кратеров падающих осколков. Такие линии имеются у Юпитера и Сатурна.

Точно такая картина наблюдается и в солнечной системе, где все планеты обращаются вокруг Солнца на одной плоскости и скорость их движения уменьшается по мере увеличения радиуса орбиты от центрального светила. Орбиты планет находятся почти в одной плоскости, совпадающей с плоскостью солнечного экватора (плоскость эклиптики).

Снимки дальних галактик, полученные орбитальным телескопом «Хаббл» свидетельствуют, что такой принцип гравитационного взаимодействия имеется и там. Туманность в указанных галактиках, состоящая из газовых и твердых скоплений, вращаются вокруг своего центра в спиралевидной форме, при этом она лежит в одной плоскости.

С чем связана такая восточная направленность гравитации Земли с уклоном в сторону экватора? Единственно правильным объяснением такому явлению, возможно, является влияние магнитного поля Земли. В центральной части Земли поток магнитного поля образует плотную вертикальную ось, пронизывающую нашу планету с южного до северного полюса. Напряженность магнитного поля по всей протяженности оси постоянная и сильная (жирная линия на рис. 12), мощность которой убывает в зависимости от расстояния до поверхности планеты. На экваториальной полосе его напряженность имеет минимальное значение. На других широтах, где расстояние до вертикальной оси меньше (пунктирные линии на рис. 12), влияние магнитного поля оси проявляется сильнее. За счет разности напряжения магнитного поля происходит силовое смещение носителя гравитации, которая принимает уклон в сторону экватора.

1.3 Роль гравитации во вращении планет вокруг собственной оси

Участие гравитации во вращении Земли вокруг собственной оси

С учетом скорости вращения поверхности Земли вокруг оси, равной 463,6 м/сек., по формуле (2) можно вычислить Gо - остаточную гравитационную постоянную (ОГП), при которой создается земное притяжение на поверхности планеты. Определение значения ОГП нам необходимо для дальнейших расчетов.

...