О ПРИРОДЕ ГРАВИТАЦИИ, ИНЕРЦИИ И МАТЕРИИ

1

• Авторы
• Резюме
• Файлы

Соколов В.М. Гравитационные силы обусловлены тем, что в материальные тела поступает энергия из космического прострaнcтва, которая создает давление и увеличивает массу тел. Гипотеза находит подтверждение в виде космологического красного смещения. Возникновение инерционных сил (вопреки теории относительности А. Эйнштейна) наступает вследствие взаимодействия элементарных частиц с эфиром. Проанализирована структура электрона, и на ее основе проведена оценка скорости гравитационных волн, которая оказалась равной 4.7∙108 м/с. Статья в формате PDF 174 KB 1. Введение

Решение проблемы гравитации было предложено А. Эйнштейном в его общей теории относительности (ОТО). Однако она создавалась на основе надуманных постулатов, не имеющих места в природе, и поэтому не может быть физически корректной теорией [1]. Отказ от материальности гравитационных взаимодействий приводит к неустранимым противоречиям теории. Поэтому для отображения реальной картины мира требуются новые разработки. В частности, наличие сил притяжения между телами можно объяснить движением гравитационной энергии из эфира в эти тела, а наличие сил инерции взаимодействием с ним.

2. Оценка потока энергии

Пусть W_п - энергия гравитационных волн, падающая нормально на поверхность единичной площади в единицу времени;
С - скорость распространения гравитационной волны в вакууме, равная скорости света по ОТО; D - коэффициент отражения волны телом. Давление гравитационной волны на тело (по аналогии со световым давлением) составит [2]: Р = (1+D) W_п/C.

Для абсолютно поглощающего тела D = 0, а для абсолютно отражающего тела D = I. Выбираем второй вариант, так как пpaктически вся энергия рассеивается телом. Поместим тело, в качестве которого возьмем протон (его размеры приблизительно известны), на круговую орбиту тела массы M, на расстоянии r . Тогда плотность потока энергии будет равна W_п = FC/2S_p, где F - сила гравитации, действующая на протон; S_p = 4πR_p² - полагаемое сечение взаимодействия протона с потоком энергии; R_p=1,32∙10^{-15 м -} наблюдаемый радиус протона, выбранный для определенности, равным его комптоновской длине. Умножив плотность потока энергии на площадь поверхности шара с радиусом r получим полный поток энергии к гравитационному телу. Окончательно:

W_п = Gm_pМС/2R_p²,                                                     (2.1)

где G - гравитационная постоянная; m_p - масса протона.

Все величины, входящие в формулу, известны, поэтому поток энергии, например, для Солнца W_п = 1,92^.10³¹Вт, что на 5 порядков превышает энергию его светового излучения. Естественно, что поглощение этой энергии приведет к быстрому разогреву и испарению Солнца. Однако если этот процесс имеет резонансный хаpaктер, то сечение взаимодействия увеличится (обычно на два - три порядка) и оценка потока уменьшится в таком же отношении.

Поглощение гравитационной энергии не приведет к повышению температуры, если предположить, что она расходуется на увеличение масс частиц, составляющих тело. Механизм этого процесса будет рассмотрен ниже. Важно отметить, что подтверждение этой гипотезы можно найти в космологии.

В спектрах излучения далеких звезд наблюдается красное смещение, которое до сих пор объяснялось только доплеровским сдвигом частот из-за предполагаемого расширения Вселенной. Рассмотрим его с точки зрения предложенной гипотезы. Спектр излучения атома пропорционален постоянной Ридберга:

R = m_ee⁴/2ħ³, где m_e, e - масса и заряд электрона; ħ - постоянная Планка [2, С.669]. При возрастании массы электрона спектр частот атома будет сдвигаться пропорционально массе. Поскольку свет далеких звезд излучался намного раньше времени измерения, его спектральные линии будут смещены в красную сторону для земного наблюдателя точно так же, как и в случае доплеровского сдвига. Оценка возрастания массы по формуле (2.1) примерно на два порядка больше, чем оценка возрастания массы, вычисленная с учетом значения постоянной Хаббла (хаpaктеризует величину смещения). Тем не менее, с учетом резонансного поглощения энергии они становятся сравнимы. Необходимо отметить важную особенность этого процесса. Поскольку нарастание массы электрона пропорционально самой массе, т.е., происходит по логарифмическому закону, более далекие объекты должны обладать относительно большим красным смещением. Этот факт прекрасно подтверждается астрономическими наблюдениями, и он, безусловно, не имеет никакого отношения к модной ныне теории расширяющейся Вселенной.

3. Причины возникновения инерционных сил

Предположим, что все космическое прострaнcтво вокруг нас заполнено эфиром с плотностью ρ, в котором масса выступает не в виде реальных частиц, а в виде меры его количества. Попытаемся оценить взаимодействие частицы (протон) с эфиром по классическим формулам механики. Пусть протон движется по окружности в прострaнcтве. В этом случае на него действует центробежная сила инерции, которую можно определить по известной формуле механики [2, С. 38.], и формуле Жуковского [3]:

m_pv₀²/r₀ = kv₀гℓρ,                                                        (3.1)

где v₀ - окружная скорость протона; r₀ - радиус окружности; k - коэффициент пропорциональности, учитывающий конечный размер протона; г - циркуляция скорости вокруг цилиндра бесконечной длины; ℓ - размер протона.

Представим для простоты оценки протон в виде цилиндра радиусом и длиной R_p. Тогда циркуляция скорости вокруг него равна 2πR_pv¹, где v¹ определяется как половина разности скорости движения точек вверху и внизу цилиндра, рис.1:

 

Рис. 1. Схема вычисления циркуляции скорости вокруг цилиндра

v₂ = ω₀(r₀+R_p); v₁ = ω₀(r₀-R_p);
∆v = 2ω₀R_p, следовательно, v¹ = ω₀R_p. Подставив значения величин в формулу (3.1), получим: m_pv₀²/r₀ = kv₀ρ2πR_р²v₀R_p/r₀, откуда ρ = m_p/k2πR_p³.

Если коэффициент пропорциональности близок к 0.6, то плотность эфира близка к ядерной плотности вещества, ρ_яд. В действительности, k << 1 из-за конечного размера протона, следовательно: ρ >> ρ_яд.

На основании приведенной оценки можно сказать: Источником потока энергии в тела является эфир, плотность которого много больше ядерной плотности вещества, а инерционные силы проявляются вследствие взаимодействия с ним элементарных частиц. Как будет показано позднее, ρ ≈ 10²⁶ кг/м³ >> ρ_яд.

4. Структура электрона

Рассмотрим параметры электрона. Представим его в виде вращающегося тонкостенного цилиндра элемента эфира радиусом и длиной r_e. Вычислим кинетическую энергию вращения электрона по классической формуле механики [2. С. 58, 68] при окружной скорости, равной скорости света, с:

E_k = JΩ²/2 = m_e r_e² с²/2 r_e² = m_e с²/2,                                        (4.1)

где J - момент инерции цилиндра; Ω - угловая скорость вращения.

Разрывные силы, возникающие при вращении цилиндра, компенсируются упругими силами его деформации. Следовательно, кроме кинетической энергии вращения, электрон имеет потенциальную. Движение массы электрона происходит в ограниченном прострaнcтве, поэтому согласно вириальной теореме [4] (при квадратичной зависимости потенциальной энергии от координат) средние значения кинетической и потенциальной энергии совпадают и, следовательно, полная энергия электрона равна:

E₀ = E_k + E_п = m_e с², т.е., - известному соотношению.

Рассмотрим другие фундаментальные константы электрона. В образовании его кинетической энергии участвует только половина наблюдаемой массы, поэтому и образование момента количества движения L связано только с этой массой. Следовательно,

L = JΩ = m_er_e²Ω/2 = m_er_eс/2.                                       (4.2)

Поскольку момент количества движения электрона равен его спину, m_er_eс/2 = ћ/2 [2. С. 428], радиус электрона равен: r_e = ћ/m_eс = 3,86^.10^{-13 м.} Он существенно
превышает его классическое значение (2.82∙10-15 м), но отлично согласуется с размерами его «шубы» (~ 4∙10-13 м) [5].

Аналогично вычислим магнитный момент электрона μ_e. По определению, μ _e = Is, где I - электрический ток; s - площадь поверхности, охватываемая движущимися зарядами. Отсюда:

μ_e = ,                               (4.3)

где  - угол поворота, e - заряд электрона.

Таким образом, его магнитный момент совпадает с магнетоном Бора. Причем, спин электрона связывается с механическим вращением, вопреки распространенному противоположному мнению, исключающему построение реальной физической картины спина и тем более его классического аналога. Причем, в этом случае отношение энергии заряда электрона к его полной энергии равно постоянной тонкой структуры:

Е_з/m_e с ² = e²/r_em_e с ² = e²/ћ с ≈ 1/137 = α                                 (4.4)

Как видим, модель электрона прекрасно согласуется с его свойствами. Поэтому представления элементарных частиц в виде сферических образований, скорее всего, ошибочны.

Масса и размер электрона связаны фундаментальным соотношением m_еr_eс = ћ, нарушение которого приводит к излучению или поглощению энергии. При случайном увеличении его радиуса масса уменьшится и, следовательно, существуют условия для его распада, что противоречит природе. По-видимому, стабильность электрона обеспечивается в этом случае возникновением заряда на его стенке и излучением гравитационных волн. Энергия, необходимая для осуществления этого процесса поступает из эфира. В этом случае неизбежно возникновение его резонансных колебаний, и происходит непрерывно-дискретное нарастание массы электрона. Как видим, предложенная гипотеза становится самосогласованной и замкнутой (одно условие с неизбежностью вытекает из другого).

5. Оценка скорости распространения гравитационных волн

Гравитационные волны до сих пор не обнаружены и их скорость неизвестна. Однако они, скорее всего, подобны акустическим волнам, распространяющимся в эфире. При изменении радиуса орбиты электрона в атоме, вследствие излучения энергии его размеры изменяются и создаются волны давления в эфире. Излучаемую при этом мощность можно оценить по формулам акустики для поверхности, малой по сравнению с длиной волны [6]:

W = ρCk²V²/8π = 2π³ρν² r_e⁴ υ²/C,                                 (5.1)

где ρ - плотность эфира; C - скорость гравитационной волны; k = 2π/λ - волновое число; ν - частота гравитационной волны; V - объемная скорость излучателя, V ≈ 2πr_e²υ_, где υ - радиальная скорость движения поверхности электрона.

Для оценки скорости гравитационных волн необходимо из уравнения (5.1) исключить плотность эфира. Переход электрона с первой на вторую орбиту связан с поглощением кванта энергии ∆Е = 1.63·10^-18 Дж, частотой ν = 2.46∙10¹⁵ Гц. Поскольку ∆m/m = ∆r_e/r_e, радиус электрона изменяется на величину ∆r_e = 7.7·10^{-18 м. Причем, энергия перемещении массы эфира на это расстояние равна: ∆Е =} mυ²/2 = πr_e²∆r_еρυ². Она выделяется за время, ∆t = 1/ν, поэтому мощность равна: W = ∆Еν. Исходя из закона равного распределения энергии по степеням свободы [2. С. 211] можно положить, что частоты излучения электромагнитной и гравитационной энергии совпадают, и их мощности равны друг другу. Поэтому, приравнивая их значения, получим: 2π³ρν²r_e⁴ υ²/C = πr_e²∆r_еρυ²ν, откуда

C = 2π²ν r_e²/∆r_е = 9.41·10⁸ см/с.                                              (5.2)

Данная оценка сделана в предположении непрерывного излучения энергии электроном (колебательное движение его стенки). На самом деле радиус электрона изменяется только в одну сторону, при этом мощность излучения уменьшается примерно в два раза. Следовательно, скорость гравитационных волн должна быть снижена в таком же соотношении, т.е., она приблизительно равна:

C ≈ πc/2 = 4.7∙10⁸ м/с.                                                          (5.3)

Аналогично, легко получить плотность эфира, ρ ≈ 10²⁶ кг/м³.

6. Заключение

Признание эфира в качестве материальной среды позволяет по-новому взглянуть на сценарии развития гравитационной физики, чем в теории А. Эйнштейна, и связать воедино процессы от микро до макро космоса. Природа гравитационных и инерционных сил становятся простой и ясной. Волны гравитации возникают при изменении размеров элементарных частиц и напрямую связаны с излучением электромагнитных волн, причем их мощности должны быть сравнимы, поэтому любое нагретое тело является также источником гравитационных волн. Стабильность существования материальных тел обеспечивается электромагнитным и гравитационным взаимодействием с эфиром, и ее не так уж сложно нарушить при столкновении частиц высоких энергий. По этой причине, эксперименты на Большом адронном коллайдере (CERN), основанные на слепой вере в справедливость теории относительности, могут быть опасными из-за возможности создания зоны неустойчивости материи, поведение которой непредсказуемо!

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Соколов В.М. Современные наукоемкие технологии. 2008. .№ 6. С 9; № 9. С. 7.
2. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука.1964. С. 634.
3. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Гидродинамика. M.: Наука, т. 6, 1988. С. 220.
4. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Механика. M.: Наука, т. 1, 1988. С. 36.
5. Поляризация вакуума. БСЭ, второе издание. Т. 34. С. 112.
6. Ультразвук (маленькая энциклопедия). М.: Сов. энциклопедия.1979. С.147.

---