February 9th, 2012

My

Космонавтика нуждается в новой гравитационной теории

А послушай внучок, что есть гравитация
Есть, мой милый, гравитационная теория Ньютона. Там есть ВЕЛИКИЙ ВСЕМИРНЫЙ закон ─ закон ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ.
Так вот, мой юный друг, все это ТУФТА. Потому что нет никакого ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ. И потому и теория Ньютона ОШИБОЧНА. Нет, не с самого начала. С самого начала она если и не неверна, то, по крайней мере, давала правильные результаты (относительно). Но далее начинает врать. И чем сложнее задачи, чем изощренней космические траектории, тем она врет больше.
В чем же ошибка Ньютона. Ошибка именно в представлении о наличии гравитационного силового взаимодействия, существовании гравитационных сил. А их и НЕТ.
Но как так, ты меня спросишь? Ведь вот он космический корабль, который летает вокруг Земли по окружности. И на него действует сила, аналогично тому, как летает по окружности ядро у метателя-легкоатлета. На ядро действует центростремительная сила. Аж весь атлет вкладывается в веревку, соединяющую его с ядром. А как только отпустит веревку, снимет центростремительную силу, так и полетит ядро в поле за новым рекордом. Разве не так ли летает и спутник вокруг Земли или даже сама Земля вокруг Солнца? Что ты скажешь, дед?
Нет, скажу я тебе внучок. Совсем не так.
А как? А вот так НИКАКИХ гравитационных сил НЕ СУЩЕСТВУЕТ. А что существует? А вокруг тел с массой существует гравитационное пространство, в котором ВСЕ свободные тела движутся совсем не прямолинейно и равномерно, как в инерциальной системе отсчета в галилеевом (негравитационном) пространстве, а БОЛЕЕ СЛОЖНО. Именно СВОБОДНЫЕ, такие, на которые НИКАКИЕ силы не действуют. Ведь так и говорят «ускорение свободного падения». А раз свободные, значит на них ничто и никто не действует. Не назовут же свободным тело, которое мы в руке несем или лошадь тащит. И движутся свободные тела иногда по прямой и равномерно. А иногда и совсем хитро ─ и по окружности, и по параболе и вообще бог знает как.
Но как так! восклицаешь ты. Сил нет, а тела движутся каким-то странным образом.
Так вот, поясняю тебе, мой малолетний друг, начитавшийся книжек по механике.
Представь себе плоскость горизонтальную, на которую натянута упругая пленка. Если масса тел на пленке невелика, то они движутся по этой пленке (трения на ней нет) равномерно и прямолинейно или даже покоятся Но теперь представим, что мы на эту пленку положили тяжелый камень. И пленка прогнулась. Появилась воронка в пленке.
А теперь запустим на нашу пленку некоторое малое тело. Если положить его неподвижно, то оно начнет двигаться прямо на наше тело вниз по воронке. А можем запустить тело так, что он начнет вращаться вокруг нашего тяжелого тела по окружности. А если имеем несколько тяжелых тел. То каждое создает свою воронку, которые могут пересекаться. И эти воронки движутся вместе с движением тел. Каждое из тел падает в чужую воронку. А если имеем несколько тел, то их воронки сложным образом складываются и влияют на движение всех тел, создавая сложную картину движения многих тел.
Итак, что мы имеем? И чего не имеем? Имеем мы силы между телами? Нет. Мы имеем измененное пространство – ведь наша пленка и есть пространство – в котором свободные тела движутся уже более сложно чем по прямолинейно и равномерно.
Вот так мы получаем взаимовлияние тел не через прямое взаимодействие между телами, а через пространство. Это измененное пространство и есть негалилеево пространство, в котором имеет место быть гравитационное поле.
Электричество и магнетизм действуют через силы между телами. Действительно, если электрического заряда нет, то и взаимодействия нет. А гравитация действует не через силы, а через изменение свойств пространства. И это воздействие универсально. Как показал еще Галилей, все тела в данном гравитационном поле движутся одинаково вне зависимости от их зарядов, массы, спина и т.д. Движение определяется только начальными кинематическими условиями. Потому что все они находятся в едином пространстве. От сил можно укрыться, от пространства невозможно.
Из этой модели видно, что нет никаких «квантов гравитации» - гравитонов. Бессмыслен вопрос, с какой скоростью распространяется гравитационное поле. Оно вообще не распространяется. Точнее, с той скоростью, с которой движется тело ─ носитель поля. Эта пространственная аура, намертво «приклеенная» к телу. Соединяются тела ─ соединяются и их ауры. Разъединяются тела – разъединяются и ауры. Никакого отрыва этих аур от источников, как волны или фотоны в электромагнетизме, нет.
Или черные дыры. Чем тяжелее тело, тем глубже гравитационная воронка. Но представление, что существует такое тяжелое тело, которое прорвет пленку-пространство и улетит в тартарары, может и оригинально, но вряд ли реально.
Силы избирательны. Два тела могут находиться вместе, но на одно силы действуют, а на другое ─ нет. Пространство тотально. Влияние пространства на состояние и движение любых механических объектов идентично.
Итак, мы видим, что гравитация ─ очень просто. Это изменение пространства вокруг гравитирующего тела, как бы нимб, ореол измененного пространства. И никакого изменения пространства-времени нет. Это полнейшая чушь.
Так что эйнштейновская теория гравитации полнейшая нелепость с самого начала. Но почему же физическое сообщество поддалось на эту нелепицу и до сих пор ее поддерживает? Ответ один. Такова в физике сила авторитета. Власть физического авторитаризма тотальна. Куда там коммунистам. Даже в Северной Корее она не столь могущественна.
Итак, гравитация есть искажение пространства. Но тогда возникает вопрос, как рассчитывать движение свободных тел в искаженном пространстве.
Для этого нужно написать уравнение гравитационного поля, найти его решение, а затем использую полученные характеристики поля рассчитать движение тел. При этом мы получаем фиктивные силы, аналогичные силам инерции в неинерциальных систем отсчета. Это и есть принцип эквивалентности Эйнштейна.
Но почему неправилен ньютоновский подход превращения фиктивных сил в действительные силы ─ силы гравитационного притяжения?
А причина проста. Дело в том, что в теории Ньютона уравнения движения рассматриваются в инерциальной системе. А это система с началом отсчета в точке, в которой все силы обращаются в нуль. При этом используется третий закон Ньютона.
Но если нет сил? Как определить где находится инерциальная система отсчета? Это то же самое, что искать в темной комнате черную кошку, в которой кошек вообще нет.
Отсюда следует, что нет никаких доказательств, что система центра масс свободных гравитирующих тел является инерциальной. Более того, в гравитационном поле возможно существование только локальных инерциальных систем отсчета. Например, на космическом корабле можно ввести инерциальную систему отсчета. Она инерциальна внутри космического корабля. И даже в ближайшей окрестности корабля. И именно такая система отсчета используется при стыковке космических кораблей. И здесь может использоваться механика Ньютона. Но эта система отсчета становится неинерциальной при ее дальнейшем продолжении.
Вот почему ньютоновская гравитационная теория ошибочна.
В простейшей задаче одного тела, т.е. движения малых тел вокруг большого (образец – Солнечная система или движение космических кораблей вокруг Земли) ньютоновские решения удовлетворительны. Но в задачах многих тел сравнимой массы решения получаются весьма далекие от наблюдательных данных. Особенно поразительна неверность ньютоновской теории при рассмотрении внутригалактических движений звезд. Это подлинный крах ньютоновской теории, и он настолько полон, что потребовалось введение невидимых сущностей (масс и энергий).
Насколько ярко она стартовала, дав теоретическое описание Солнечной системы и даже предсказав существование новых невидимых планет, настолько фееричен и ее конец, ознаменовавшийся запуском фейерверка таинственных невидимых сущностей ─ скрытых масс и ненаблюдаемых энергий.
Но может ли даже преобразованная к полевому виду гравитационная теория описать весь набор известных наблюдательных фактов? Оказывается, нет. Есть феномен орбиты Меркурия. Меркурий не только сам вращается по орбите, но и сама орбита испытывает медленное вращение. И этот эффект только значительно ослабленный наблюдается и на орбитах других ближайших к Солнцу планет ─ Венеры и Земли.
Объяснить этот феномен можно только увлечением во вращение самого ближайшего к Солнцу пространства собственным вращением Солнца. Такой феномен, в частности, в ОТО рассматривался многими авторами виде гравимагнитного эффекта.
Мы приходим к выводу, что гравитация имеет две компоненты. Одну дальнодействующую потенциальную, в которой источником поля есть масса, и вторую короткодействующую вихревую компоненту, источником которой есть вращение, (момент собственного вращения, спин). Представление о двухкомпонентном гравитационном поле объясняет не только феномен вращения траекторий ближайших планет, но и многие явления и эффекты, наблюдаемые в далеком космическом пространстве, где имеют место объекты с громадными вращательными характеристиками.
Вот наиболее известный пример.
«Быстропеременные гравитационные поля создаются, например, двойными пульсарами, состоящими из тесной пары: нейтронная звезда - нейтронная звезда или нейтронная звезда - черная дыра. Один из подобных объектов, PSR B1913+16, был открыт в 1974 г. американскими астрофизиками Расселом Халсом и Джозефом Тэйлором. Несколько лет непрерывных наблюдений показали, что орбитальный период этой системы непрерывно уменьшается. Ученые предположили, что такой эффект - следствие потери орбитальной энергии, уносимой гравитационными волнами, излучаемыми данным космическим объектом». Википедия. За это «открытие» Халс и Тейлор в 1993 году были награждены Нобелевской премией по физике.
На самом деле здесь как раз проявляется воздействие вихревого поля. Большая звезда вращается в противофазе с орбитальным движением малой звезды. Происходит уменьшение орбитальной скорости и под действием потенциальной дальнодействующей компоненты поля она сжимается, орбитальный период уменьшается, что и зафиксировали лауреаты. В конце концов нейтронная звезда упадет на материнскую звезду, произойдет поглощение ее. Фактически, это эффект «черной дыры». Но без мистики. А если бы вращение по орбите было в противоположную сторону, то постепенно нейтронная звезда отошла бы на расстояние, на котором вихревое воздействие неощутимо, создав стационарную двойную систему. Таким образом, вблизи вращающегося тела происходит «расчистка» пространства. Одни тела поглощаются, другие выметаются на стационарное удаление.
Итак, мы приходим к выводу, что ни одна из существующих гравитационных теорий не есть хороша. И мы можем положить конец множеству спекулятивных гравитационных объектов ─ черным дырам, гравитационным волнам, гравитонам, квантовой гравитации, скрытым массам и ненаблюдаемым энергиям, меняющейся метрике, переменным секундам, гравитационным экранам и иному.
Остановимся еще раз на принципиальной разнице между гравитационными и электромагнитными полями.
Рассмотрим, к примеру, электрическое поле. Это силовое поле. Но это не актуальное поле, а лишь поле возможных, потенциальных воздействий. Даже зная полную характеристику поля, мы не можем сказать, каково будет его воздействие на реальные механические объекты. Мы не знаем не только величины силы, которая будет приложена к телам, мы не знаем даже направления ее. Более того, не знаем даже будет ли вообще существовать эта сила. Таким образом, это поле не реальных воздействий, а лишь предполагаемых. Но даже зная силу, приложенную к телу от поля, мы не можем знать, какое действие кинематическое она произведет. Причем это зависит не только от массы тела, но и от системы отсчета.
Итак, мы видим, что электромагнитные поля не есть реальные, актуальные поля, а лишь поля возможных воздействий. В точке поля нет никакого воздействия самого по себе. Оно зависит еще от множества других факторов. Как пример. электрик, надев резиновые перчатки, свободно берется за провода, где имеет место электрические и магнитные поля, Но взявшись голой рукой, он может получить даже смертельное воздействие.
Но принципиально иные гравитационные поля. Гравитационное поле не силовое, а кинематическое. Оно показывает ускорение, которое может приобрести в данном месте свободное тело. Ускорение свободного падения ─ обычно используемая характеристика гравитационного поля. Причем это поле актуальное. И как показал еще Галилей, это ускорение едино для всех тел и механических объектов и не зависит ни от чего. Ни от массы, ни от скорости и любых иных физических характеристик. Более того, даже если объект вообще лишен характеристики массы, как фотон и, возможно, нейтрино, воздействие гравитационного поля таково же, как и на любые иные объекты. Поэтому мы можем считать, что гравитационное поле реально существует всюду независимо от того, есть ли в это точке объект воздействия или нет.
Но тут появляется одна сложность, с которой не справились предшествовавшие исследователи явления гравитации. Гравитационное поле есть поле кинематических воздействий. Но кинематика, движение всегда относительны. Любое движение, любая кинематическая характеристика всегда относительно чего-то или кого-то. Не существует НИКАКИХ абсолютных кинематических характеристик, ни положение, ни скорость, никакие иные производные кинематические характеристики не абсолютны. Они зависят как от положения наблюдателя, так и от используемых им систем отсчета. Гравитационное поле абсолютно и реально в данной системе отсчета. Но в другой системе отсчета в том же самом пространстве оно может быть другим ввиду относительности кинематики. И отметим заодно, какое может быть распространение ускорения? Какая может быть скорость ускорения? Какое может быть оторвавшиеся от тел «излучение ускорений»?
Вот парадокс. Гравитационное поле абсолютно, но зависит от наблюдателя, от его системы отсчета. Электромагнитные поля лишь потенциальны, но не зависят от наблюдателя, Силы зависят от чего угодно, только не от того, кто и как на них смотрит. Это глубинное различие между двумя классами физических полей до сих пор не осознано полностью. Эйнштейн подошел к этому достаточно близко, выдвинув принцип эквивалентности гравитации и неинерциальности. Но до конца так и не сумел осознать и, в конце концов, пришел, фактически, к гравитационному полю как аналогу электромагнитных полей.
Заметим еще важное для математики различие между этими полями. Электромагнитное поле определяется граничными условиями, которыми можно управлять, изменяя этим и сами поля. Для гравитационных полей граничные условия не имеют смысла. Ими невозможно управлять. Но зато можно управлять начальными условиями путем изменения наблюдателя и системы отсчета.
Мы видим глубокое различие между гравитационными полями и электромагнитными. Осознать до конца это различие удалось только в эпоху космонавтики. Именно космонавтика изменила ощущение пространства и прежде всего внеземного. А именно на психофизических представлениях и ощущениях строятся научные физические и механические теории. Показательно признание Эйнштейна в период создания специальной теории относительности. Он писал: «Я представил себя лучом света и попытался вообразить, как я буду видеть окружающий мир». И если история о яблоке, упавшем на голову Ньютона, верна, то и это пример психофизического импульса к основания естественно-научной теории.
Но кроме глубочайшего различия гравитационного и электромагнитных полей, у них есть и серьезное сходство. Существует два источника электромагнитного поля. Один источник – скалярный (заряд) и второй источник аксиально-векторый (магнитный диполь).
Но именно таковы источники и гравитационного поля. Скалярный ─ масса и аксиально-векторный ─ момент вращения.
Итак, гравитационная теория и само понимание, восприятие и ощущение гравитации в век космоса требует серьезных изменений.