Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Электромагнетизм и гравитация

Аннотация

Построен тензор напряжений для взаимодействующих зарядов. Получено выражение для силы взаимодействия между двумя зарядами. Рассматривается гипотеза гравитации как квадратичном эффекте электромагнетизма.

Уравнения движения зарядов. Получим теперь уравнения движения для двух взаимодействующих зарядов. В предыдущем параграфе мы получили следующую функцию Лагранжа

Будем искать уравнение движения первого заряда при следующих условиях:

Мы варьируем координаты только первой частицы. Координаты второй частицы сохраняются неизменными (дr₂ = 0).

Время рассматривается как постоянный параметр (дt = 0).

Для получения уравнения движения второй частицы будем варьировать координаты второй частицы, а координаты первой будут сохраняться неизменными (дr₁ = 0).

Уравнение движения для первой частицы имеет вид

(1.1)

где: ₂ - скалярный потенциал второго заряда в точке, где покоится первый заряд; А₂ = e₂V₂₁/4r₁₂ - векторный потенциал, создаваемый вторым зарядом в точке, где покоится первый заряд; при неизменном r₂ вариации координат и скоростей равны r₁ = r₁ r₂ , т.к. r₂ = 0, и V₁ = V₁ V₂ , поскольку V₂ = 0.

Аналогичное уравнение имеет место и для второй частицы с точностью до замены индексов «1» на «2», и «2» на «1». Вариационные принципы для взаимодействующих зарядов и токов рассмотрены в [1].

Тензор напряжений для взаимодействующих зарядов. Нетрудно видеть, что тензор напряжений, описывающий взаимодействие двух зарядов равен

где: V - относительная скорость движения зарядов; _ik = 1 при i = k и _ik = 0 при i k; V_i -проекция относительной скорости на ось i (i= 1,2,3,4).

Обращаем внимание, что приведенный тензор напряжений симметричен.

Для получения выражений для сил необходимо найти 4-дивергенцию тензора напряжений. Эту 4-дивергенцию тензора можно получить, дифференцируя по 4-координатам первой частицы (/x_k⁽¹⁾ при постоянном x_k⁽²⁾ ) или же второй (/x_k⁽²⁾ при постоянном x_k⁽¹⁾). Эти 4-координаты каждой из частиц следует рассматривать как независимые. В первом случае мы получаем выражение для силы, действующей на один заряд, при условии, что второй заряд покоится, а во втором - на другой при условии, что покоится первый заряд. Именно эту тонкость «не заметили» релятивисты.

Также нужно принять во внимание следующее:

относительное расстояние между е⁽¹⁾ и е⁽²⁾ общее и равно R₁₂, а потому имеет место равенство е⁽¹⁾⁽²⁾ = = е⁽²⁾⁽¹⁾ и всегда имеет место закон Кулона, расстояние между частицами R₁₂ есть истинный скаляр;

при фиксированном положении второй частицы скорость первой частицы равна скорости их относительного движения V;

при фиксированном положении первой частицы мы будем иметь ту же относительную скорость, но с отрицательным знаком V.

Выпишем результаты дифференцирования тензора напряжений

где: div₃ - символическое обозначение пространственной (векторной) части 4-дивергенции; векторный потенциал А тот же, что и в выражении (1.1).

Полученное выражение совпадает с приведенным ранее. Однако оно отличается от формулы Лоренца, которая используется в настоящее время для всех без исключения взаимодействий заряда с полями. Кажется, что оно находится в противоречии с электродинамикой, но это не так. Причина в том, что формула Лоренца для случая взаимодействия двух зарядов экспериментально не проверялась, но постоянно использовалась в расчетах (!).напряжение заряд гравитация электромагнетизм

Взаимодействие заряда и проводника с током. Рассмотрим теперь, что даст этот подход для взаимодействия заряда и проводника с током.

Проводник представляет собой квазинейтральную систему, в которой сумма плотностей положительных зарядов и отрицательных равна нулю (₊ + _- = 0) и скалярный потенциал вне идеального проводника равен нулю (₁+₂ = 0). Введем базовую систему отсчета для проводника. В базовой системе отсчета положительные и отрицательные заряды имеют равные, но противоположно направленные скорости. Если проводник движется, то его положительные ионы кристаллической решетки будут иметь скорость V₁ , а электроны проводимости V₂. В этом случае скорость базовой системы отсчета равна V₀ = (V₁ + V₂)/2.

Если расстояние от проводника до заряженной частицы достаточно велико по сравнению с диаметром проводника и длина проводника также мала по сравнению с этим расстоянием (проводник как элемент тока), тогда уравнение движения для заряда будет иметь вид [1]

 (3.1)

где А = V₁₂/c².

Итак, выражение (3.1) очень похоже на известную формулу Лоренца с учетом того, что в выражении (3.1) отсутствует электростатическое взаимодействие из-за квазинейтрального характера проводника. Принципиальное отличие формулы Лоренца заключено в интерпретации.

В соответствии с классификацией физических законов выражения (1.1) и (3.1) справедливы для любой инерциальной системы отсчета наблюдателя. Причина в том, что в эти выражения входят величины, инвариантные относительно преобразования Галилея: относительная скорость движения частиц V ₍₁₂₎ = = V₁ V₂, скорость заряда относительно базовой системы отсчета V V₀ и относительное расстояние R₁₂. Независимо от выбора наблюдателем системы отсчета силы взаимодействия между зарядами не зависят от этого субъективного выбора. Они объективны. Более того, выражения (1.1) и (3.1) удовлетворяют 3-му принципу Ньютона - действие всегда равно противодействию. Это возможно только при мгновенном взаимодействии.

Вариационные основы взаимодействия зарядов и токов, а также закон Ампера рассмотрены в [1]. Мы не будем останавливаться на этом вопросе.

Следует отметить претензии релятивистской электродинамики на то, что только она смогла дать объяснение магнитным явлениям. В статье Б.А.Муравьева «Магнитное поле - релятивистский эффект?» [2] дан интересный анализ различных «доказательств и обоснований» этих претензий, который свидетельствует об отсутствии единого подхода и стремлении любой ценой поднять репутацию теории относительности и релятивистской электродинамики.

Гравитация как квадратичный эффект электромагнетизма. Итак, мы показали, что свойства электромагнитной массы полностью совпадают со свойствами стандартной инерциальной массы. Проблемы электромагнитной массы не существует. Она возникла из-за некорректного анализа явлений электромагнетизма. Можно теперь говорить об электромагнитной природе тел (с известной оговоркой о массе неэлектромагнитного происхождения). Имеет место подобие между механическими свойствами полей зарядов и материальных тел, что дает повод рассматривать природу явлений гравитации с позиции теории электромагнетизма. Эта гипотеза далеко не нова. Она выдвигалась еще Майклом Фарадеем на заре возникновения электродинамики.

Мы уже давно подвергали сомнению гипотезу А. Эйнштейна об эквивалентности инерциальной и гравитационной масс. Дело в том, что гравитация и инерция суть два различных свойства никак не связанные друг с другом.

Гравитационные свойства связаны с силовым воздействием масс друг на друга, с их взаимным притяжением. Инерциальные свойства характеризуют реакцию массивного тела на силовое воздействие, способность этого тела приобретать ускорение под действием силы.

Отождествлять такие свойства (сколь бы это ни было интересно с теоретической точки зрения) мягко говоря, не очень разумно. А возводить подобное «великое объединение» свойств в научный факт и строить, опираясь на него, фундаментальную научную теорию есть безрассудство. К сожалению, подобных безрассудств накопилось немало в современной физике. Одно из них: отождествление полей зарядов и полей электромагнитной волны - мы уже проанализировали эту проблему. Другое объединение под названием «корпускулярно-волновой дуализм» еще предстоит исследовать. По этим вопросам в Интернете уже давно выказывается серьезная критика.

Обратим теперь внимание на инерциальную массу тела. В соответствии с формулой E = mc² инерциальная масса тела складывается из масс отдельных частиц (электронов, протонов, нейтронов и т.д.) и из энергии взаимодействия между этими частицами, деленной на квадрат скорости света.

где E_ik - энергия взаимодействия между частицами с номерами i и k.

Теперь рассмотрим закон всемирного тяготения Ньютона: сила взаимодействия между двумя массами прямо пропорциональна произведению этих масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

(3.1)

Удивляет большое сходство этого закона с законом Кулона

(3.2)

Обратим внимание еще на один результат. Масса заряженной частицы также связана с величиной ее заряда

(3.3)

где а - радиус частицы.

Сравнивая (3.1) выражение с законом Кулона (3.2), можно предположить, что лагранжиан взаимодействия выражаться общим законом

(3.4)

где - коэффициент пропорциональности.

С этой точки зрения гравитацию можно рассматривать как квадратичный эффект электромагнетизма. Величину q² можно рассматривать как «гравитационный заряд» c размерностью электрического заряда.

В результате мы имеем выражение для силы (с точностью до членов V²/c²)

(3.5)

Итак, сила гравитационного взаимодействия двух тел пропорциональна произведению гравитационных зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Очевидно, что гравитационный заряд протона равен гравитационному заряду электрона. Что касается нейтрона, можно предположить, что, имея собственную электромагнитную массу и суммарный нулевой заряд, он имеет, по крайней мере, вдвое больший гравитационный заряд, чем электрон или протон.

Мы знаем также, что энергия взаимодействия между частицами всегда на несколько порядков меньше, чем суммарная энергия системы не взаимодействующих частиц. По этой причине инерциальная масса практически равна гравитационной (при выборе соответствующих единиц измерения), но она ей не эквивалентна ни по физическому содержанию, ни в количественном отношении (даже при одинаковых единицах измерения).

Изложенная гипотеза имеет интересное приложение.

Рассмотрим солнечную систему. Солнце, имея температуру поверхности порядка 6000^о С, непрерывно испускает корпускулы (нейтральные частицы, ионы гелия, электроны и т.д.). Если принять во внимание гипотезу о гравитации, как квадратичном эффекте электромагнетизма, возникают новое объяснение картины явлений.

Под действием сил тяготения испускаемые солнцем частицы должны притягиваться обратно к солнцу. Поскольку сила притяжения пропорциональна гравитационному заряду, а протон и электрон имеют равные заряды, на них будут действовать одинаковые силы притяжения. Однако при равных скоростях частиц масса электронов примерно в 2000 раз меньше, чем протонов и нейтронов. По этой причине солнце должно «удерживать» электроны гораздо более интенсивно, чем протоны и нейтральные частицы. На нейтрон гравитационные силы должны действовать также, поскольку нейтрон (по Р. Фейнману) имеет электромагнитную массу, которая связана с его внутренним зарядом, суммарная величина которого равна нулю.

В результате солнце должно приобрести некоторый отрицательный заряд по отношению к бесконечно удаленным точкам пространства. Вокруг солнца будет существовать «атмосфера» из положительных ионов (в основном водорода и гелия) и нейтральных частиц. Это непрерывный динамический процесс, поскольку часть частиц будет удаляться от солнца, а другая часть в это же время возвращаться под действием сил тяготения и электрических сил кулоновского притяжения.

Положительные заряды солнечной «атмосферы» образуют облако пространственного заряда, плотность которого будет убывать по мере удаления от солнца. Скорость убывания плотности пространственного заряда зависит от расстояния и убывает быстрее, чем 1/r². Следовательно, потенциал в пространстве, окружающем солнце, будет изменяться по законам 1/r³ или даже 1/r⁴, а это позволит объяснить смещение перигелия и другие явления.

Считается, что идеальная (эфемерная) траектория земли представляет собой эллипс. Земля должна бы двигаться вокруг солнца равномерно как автомобиль по гладкому автобану. На самом деле имеет место иная картина. Земля, двигаясь в поле пространственного заряда, должна сама приобрести заряд. Величина его должна быть таковой, чтобы выполнялось равенство плотностей пространственного заряда. Пространственный заряд, в котором движется земля, должен быть равен заряду самой земли, деленному на объем земли. Только при этом будет динамическое равновесие между землей и окружающими ее положительными ионами.

Поскольку пространственный заряд, окружающий солнце, неоднороден и меняется при выбросах (вспышках на солнце), земля попадает в области пространственного заряда то с большей, то с меньшей плотностью. При этом постоянно происходят флуктуации параметров движения земли, благодаря взаимодействию земли с положительным пространственным зарядом, окружающим солнце:

постоянно происходит перезарядка (изменение величины заряда) земли;

флуктуирует расстояние от земли до солнца;

флуктуирует угловая скорость вращения земли вокруг солнца;

флуктуирует суточное вращение земли.

Земля движется как телега по ухабистой дороге. Хотя все эти эффекты незначительны, они существуют. Земля, в этом смысле, представляет собой естественную лабораторию. Можно предположить, что в известное смещение перигелия планет солнечной системы дает вклад электрическое поле, созданное пространственным зарядом, окружающим солнце, а не за счет пространственно-временных «искривлений», предсказываемых ОТО. К сожалению, у нас пока нет всех необходимых данных, чтобы цифрами подтвердить эту гипотезу.

Источники информации

Кулигин В.А., Кулигина Г.А.. Корнева М.В. Кризис релятивистских теорий, Часть 6 (Магнитные взаимодействия движущихся зарядов). НиТ, 2001. (http://www.n-t.ru/tp/ns/krt.htm)

Муравьёв Б.А. Магнитное поле - релятивистский эффект? 2004. (http://www.pwaves.0catch.com)

Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Корнева М.В. Физика и философия физики. НиТ, 2001. (http://www.n-t.ru/tp/ns/fff.htm).

Кулигин В.А., Кулигина Г.А., Кулигин В.А. Вавилонская башня вульгарного позитивизма. НиТ, 2004. (http://www.n-t.ru/tp/ns/vb.htm)

Размещено на Allbest.ru