- •1. Физика понятий и понятия физики
- •1.1. Аристотель, Ньютон — две механики
- •1.2. Постулаты механики Ньютона
- •1.3. Тело, его свойства и самодвижение
- •1.4. Телесная субстанция — эфир
- •1.5. Структура пространства
- •1.6. Физическая сущность времени
- •1.7. Плотностная мерность пространства
- •2. Введение в основы
- •2.1. Динамика аксиомы о параллельных
- •2.2. Структурирование динамического
- •2.3. Свойства пространственных систем
- •2.4. Геометрия золотых пропорций
- •2.5. Структура русской матрицы
- •2.6. Введение в плотностную ρn-мерности
- •2.7. Вурфные отношения
- •2.8. Качественные взаимосвязи свойств
- •2.9. «Фундаментальные постоянные»
- •2.10. Постоянство гравитационной
- •2.11. Экспериментальное нахождение
- •3. Механика пульсирующего
- •3.1. Законы механики
- •3.2. Волновое гравитационное притяжение
- •3.2. Фиксация локального гравиполя
- •3.3. Гравитационная деформация тел
- •3.4. Инерциальные и гравитационные
- •3.5. Абсолютность «относительного»
- •3.6. Движение, ускорение, инерция
- •3.7. Вращательное движение тел
- •3.8. К «абсолютности» скорости света
- •4. Основы термодинамики и. Горячко
- •4.1. Принципы, методы и основные соотношения
- •4.2. Универсальное уравнение состояния
- •4.3. Система законов
- •4.4. Термомеханика микрочастиц
- •4.5. Обобщенная теория взаимодействий
- •5. Электричество и кванты
- •5.1. Заряды и электрические взаимодействия
- •5.2. «Снаряды» Резерфорда
- •5.3. «Квантовые истины»
- •5.4. Квантовое «поведение» электрона
- •§1. Атомная механика
- •§2. Опыт с пулеметной стрельбой
- •§ 3. Опыт с волнами
- •§ 4. Опыт с электронами
- •§5. Интерференция электронных волн
- •§ 6. Как проследить за электроном?
- •§ 7. Исходные принципы квантовой механики
- •5.5. Нецелочисленные радиусы орбит в атоме
- •5.6. Спектральные структуры
- •5.7. Единство механики, электродинамики
- •Квантование Солнечной системы
- •К пониманию структуры
- •6.2. Строение околосолнечного
- •Электромагнитная модель
- •6.4. Элементы самодвижения
- •6.5. Магнитные параметры планет и спин
- •6.6. Орбитальные пульсации Земли
- •6.6. О возможности планетарных излучений
- •Некоторые особенности понимания
- •7.1. Особенности плотностного
- •. Некоторые аспекты электрических явлений
- •7.3. Вихревой теплогенератор
2.10. Постоянство гравитационной
«постоянной»
А теперь более подробно рассмотрим гравитационную «постоянную» G. Поскольку этот коэффициент, оставаясь как бы постоянной при формализации всех гравитационных взаимодействий выступает в инварианте с неизменной массой MG и не находится способа его отдельного экспериментального определения, то последователи Ньютона приписали ему неизменность.
Гравитационную «постоянную» G сам И. Ньютон не считал величиной постоянной. Эта величина была введена им в качестве коэффициента, физическую сущность которого еще необходимо было выяснить. Однако после эмпирического получения Кавендишем количественной величины G = 6,67-10-8 см3/гсек2 ее постулировали фундаментальной постоянной, поскольку другие способы определения G отсутствовали [40].
Удивительно, но и в наше время один из важнейших «фундаментальных» параметров физики — гравитационная «постоянная» — измерена с сомнительной точностью всего до второго знака, а неизменность остальных трех знаков постулируется специальным международным постановлением, т.е. постулатом. Хотя не исключено, что непостоянство гравитационной «постоянной», одной из фундаментальных (т.е. основополагающих) const астрономии, сродни «переменной» Хабла, известной с точностью до порядка.
К тому же все многодесятилетние попытки уточнения этой величины оказываются неудачными, что само по себе является эмпирическим доказательством переменности данного параметра. Более того, систематическое ежедневное наблюдение G на отрезке более десяти лет, проводимое на стационарной установке с крутильными весами, например группой О.В. Карагиоза, фиксирует у данной «постоянной» ежедневно повторяющиеся изменения величины четвертого знака, по несколько раз в месяц — третьего, а с периодом в несколько лет — второго знака, и только изменение первого знака еще не было зафиксировано [41]. И это «вызывающее» поведение "постоянной" не находит никакого физического объяснения.
Однако мало кто из физиков готов допустить, а тем более согласиться с вероятностью того, что постулируемая неизменность G в природе отсутствует, а количественная величина самого свойства является обыкновенной переменной физической величиной, зависящей как от условий воздействующих на тело для которого оно определено, так и от собственной пульсации самого тела. Более того, наблюдаемая переменность гравитационной постоянной обусловлена сложившемся непониманием свойств гравитации и массы.
Предположим, игнорируя предубежденность физиков, что гравитационная "постоянная" является величиной переменной, количественное значение которой зависит от многих физических параметров Солнечной системы: и от положения тела у поверхности, и от его состояния (подвижное или неподвижное), и от пульсации Земли и ее платформ, и от движения Луны, Земли и других небесных тел, и от состояния Солнца и т.п. А вот произведение массы Земли М на гравитационную "постоянную" G в окрестностях Земли всегда и везде const, т.е. это произведение — инвариант. Тогда может оказаться так, что и масса, и гравитационная «постоянная» при взаимодействиях изменяются в одинаковой пропорции, которая и приводит к неизменности их произведения.
Теперь, имея аппарат качественного анализа размеренности КФР, попробуем определить, какие свойства формируют «постоянную» G. Ее размеренность в системе СГС см3/г. с2 свидетельствует о составном характере этой величины, включающей как минимум два свойства:
первое — обратная величина удельной плотности 1/ρ,
второе — либо период τ либо частота ω некоего вращательного, или колебательного процесса.
Зная величину G = 6,67∙10-8 см /гсек2, удельную плотность Земли ρ = 5,52 г/см3 и то, что произведение G*ρ*τ*2 по КФР есть инвариант:
G*ρ*τ*2 = 222-14∙(26)2 = l, (2.46)
попробуем определить, чему равен период τ, учитывая, что в уравнение (2.46) на месте 1 может оказаться некоторый безразмерный коэффициент к.
τ = √l/Gρ = 1648 сек.
Период такой величины τ = 1648 сек у параметров Земли, похоже, не встречается. Ближайший к нему период τ′ почти в два раза меньше:
τ' = 1/ω = R/v = 806,3 cек,
где v = 7,91 км/сек − первая орбитальная скорость (она же − линейная скорость вращения гравиполя ее у поверхности), R = 6371 км − радиус Земли, ω угловая (круговая) частота вращения гравиполя Земли.
Имея эти параметры, определяем величину безразмерного коэффициента к.
к = Gρτ2 = 0,239.
Зная коэффициент к, восстанавливаем уравнение:
G = кω2/ρ = 3ω2/4πρ. (2.47)
Поскольку в структуре «постоянной» гравитации появилась угловая частота ω, отображающая вращение гравиполя Земли, то можно предположить, что непостоянство гравитационной «постоянной» обусловлено воздействием гравиполей ближайших к Земле небесных тел Луны, Солнца и планет на тот параметр, который описывает частота ω.
Значение величины гравитационной «постоянной» G, например в астрономии, исключительно велико. Все теоретические расчеты по определению масс небесных тел, гравитационных взаимодействий, и параметров, связанных с гравитацией, «проходят» только с использованием гравитационной «постоянной». И, кажется, что нет в астрономии другого параметра, способного «конкурировать» с G, а тем более ее заменить. Поэтому изменение представления о ней и о подвижности ее количественного показателя ставит под сомнение достоверность большинства астрономических гравитационных величин и требует их подтверждения другими количественными методами.
Проверим эмпирически корректность формулы (2.47). Для этого можно предложить соответствующие эксперименты (что будет сделано далее), либо использовать имеющиеся в наличии физические данные. Воспользуемся тем, что в (2.47) входит удельная плотность вещества ρ, которая к настоящему времени известна для всех планет (кроме Плутона), Луны и Солнца, к тому же получена она без применения уравнения (2.47).
Попробуем определить эту плотность для каждой планеты по данному уравнению и сравнить со справочными величинами исходя из предположения, что G в (2.47) величина постоянная [42]. Преобразуем (2.47) относительно ρ:
ρ = 3ω2/4πG = 0,239ω2/G, проведем расчеты и результаты выпишем в табл. 5:
Таблица 5
|
R см |
g |
v |
ω |
ρ |
ρ1 |
G1 10-8 |
Солнце |
6,96∙1010 |
2740 |
4,37∙107 |
6,27∙10-4 |
1,4 |
1,4 |
6,67 |
Меркурий |
2,42∙108 |
363 |
2,96∙106 |
1,22∙10--4 |
5,3 |
5,4 |
6,59 |
Венера |
6,07∙108 |
860 |
7,22·105 |
1,19∙10--4 |
5,0 |
5,2 |
6,51 |
Земля |
6,38∙108 |
982 |
7,91·105 |
1,24·10--3 |
5,5 |
5,5 |
6,67 |
Марс |
3,40∙108 |
374 |
3,57·105 |
1,05·10-3 |
3,9 |
3,9 |
6,67 |
Юпитер |
7,13∙109 |
2590 |
4,30·105 |
6,03·10--4 |
1,3 |
1,3 |
6,48 |
Сатурн |
6,01∙109 |
1130 |
2,61·105 |
4,34·10-4 |
0,6 |
0,7 |
6,43 |
Уран |
2,45∙109 |
1040 |
1,60·105 |
6,51·10-4 |
1,5 |
1,5 |
6,41 |
Нептун |
2,51∙109 |
1400 |
1,87·105 |
7,47·10-4 |
2,0 |
2,3 |
5,80 |
Луна |
1,74∙108 |
162 |
1,68·105 |
9,65·10-4 |
3,3 |
3,3 |
6,67 |
Из табл. 5 следует, что расчетная удельная плотность ρ небесных тел с достаточной точностью соответствует справочной удельной плотности ρ1. Но имеющиеся расхождения все же вызывают сомнения в том, что гравитационная «постоянная» G имеет одинаковую величину для каждой из планет. Проведем на основе (2.47) вычисление ее величины G1 и, записав результаты в последний столбец табл. 5, сравним расчет со справочными данными.
Итоги вычисления достаточно противоречивы. Если для первых трех планет земной группы, Луны и Солнца величина гравитационной «постоянной» близка к постулируемой (кстати, их поверхность хорошо наблюдается в телескопы), то для планет-гигантов и скрытой облаками Венеры такая близость отсутствует. А это, с одной стороны, по-видимому, означает, что радиус этих планет выявлен недостаточно корректно, а с другой, увеличивает сомнение в постоянстве гравитационной «постоянной». Для окончательного выяснения вопроса проведем на основе(2.47)расчет гравитационной «постоянной» для тел, притягиваемых Землей на ее поверхности. В этом случае форма записи (2.33) изменится:
F = P = 3mωω1m1/4πR2ρ. (2.48)
В этой формуле:
F = Р − вес тела, т и т1 − масса тела и Земли, ρ − плотность пространства, ω − круговая частота пульсации гравитационного поля тела, ω1 − частота пульсации гравиполя Земли равная: ω = v/R, R − радиус Земли.
В уравнении (2.48) неизвестна только собственная частота пульсации ω гравиполя рассматриваемого тела. Преобразуем (2.48) относительно ω и упростив его, запишем:
ω = к, (2.48')
ρ − плотность тела, к − коэффициент равный 2,253·10-4 г-1с-1.
Возьмем несколько тел у поверхности Земли радиусом 25 см, выпишем из [43] их удельный вес, вычислим частоту пульсации гравитационного поля и соответствующую ей гравитационную «постоянную». Занесем полученные результаты в табл. 6.
Отметим, что период незатухающей самопульсации для тел одного радиуса, но разной плотности оказывается достаточно продолжительным и уменьшается примерно с 74 минут для воды и натрия до 3 минут для золота и иридия.
Очень важным становится то обстоятельство, что не масса или радиус определяют период самопульсации тел, а именно период пульсации (естественный или искусственный) определяет его массу. Монотонное возрастание (замедление) периода пульсации без изменения радиуса обусловливает монотонное и пропорциональное изменение веса тел (табл. 6.). Но отношение плотности ρ к частоте собственной пульсации ω: ρ/ω для всех тел одного радиуса, находящихся на одном горизонте эквипотенциальной поверхности (например, гравиполя Земли), остается неизменным.
Следовательно, величина массы тела в естественных условиях пропорциональна его самопульсации и эта не отраженная в формуле (2.23) пропорциональность создавала впечатление того, что именно посредством массы тела притягиваются друг к другу, скрывая истинный механизм этого притяжения — пульсирующее взаимодействие взаимно гравитирующих тел.
По формуле (2.47) определим, какова величина гравитационной «постоянной», присущей каждому телу и выпишем в таблицу 6. Выясняется, что при одинаковом радиусе всех тел гравитационная «постоянная» тоже монотонно возрастает с возрастанием массы каждого тела. Это так же свидетельствует о том, что гравитационная «постоянная» как фундаментальная физическая величина в природе отсутствует. Вместо нее наличествует размеренный гравитационный коэффициент, имеющий индивидуальную количественную величину для каждого тела, изменяющийся с изменением его радиуса.
Можно отметить, что и отношение возрастающей удельной массы тела к соответственно возрастающему коэффициенту G остается неизменным (табл. 6 последний столбец). К тому же параметры ρ, ω, G оказываются взаимно-пропорциональными и, зная, например, удельную плотность ρ′ и частоту ω одного из тел можно, не обращаясь к другим параметрам, получить по формуле (2.47) его гравитационный коэффициент G, а по пропорциям:
ω = ρω′/ρ′; G = G′ρ/ρ′,
величину параметров ω и G других тел, для которых известна их плотность. Например, зная что для бериллия ρ′ = 1,84, а ω′ = 4,145·10-4 (табл. 6) определяем ω Земли:
ω′ = ω′ρ/ρ′= 4,145·10-4·5,52/1,84 = 1,24·10-2 сек-2.
А это свидетельствует о том, что изменение любого из параметров произведения MG (например, G) одного тела сопровождается аналогичным пропорциональным изменением другого параметра (М), что и придает данному произведению свойства инварианта.
Таблица 6.
Тела |
ρ |
ω 10-4 |
τ мин |
ρ/ω 103 |
G 10-8 |
ρ/G 107 |
Ρ 104 |
Вода |
1,00 |
2,253 |
74 |
4438 |
1,21 |
8,26 |
6,5450 |
Натрий |
1,01 |
2,275 |
73,3 |
4439 |
1,23 |
8,21 |
6,6104 |
Бериллий |
1,84 |
4,145 |
40,2 |
4439 |
2,23 |
8,25 |
12,043 |
Алюминий |
2,70 |
6,083 |
26,9 |
4438 |
3,27 |
8,26 |
17,671 |
Ванадий |
5,96 |
13,43 |
12,4 |
4438 |
7,22 |
8,25 |
39,008 |
Железо |
7,87 |
17,73 |
9,40 |
4439 |
9,53 |
8,26 |
51,509 |
Медь |
8,93 |
20,12 |
8,28 |
4438 |
10,8 |
8,27 |
58,447 |
Свинец |
11,3 |
25,46 |
6,55 |
4438 |
13,7 |
8,25 |
73,958 |
Ртуть |
13,6 |
30,64 |
5,44 |
4439 |
16,5 |
8,24 |
89,012 |
Золото |
19,3 |
43,48 |
3,83 |
4439 |
23,4 |
8,25 |
126,31 |
Иридий |
22,8 |
51,37 |
3,24 |
4438 |
27,6 |
8,26 |
149,23 |
К этому выводу можно прийти и другим путем, определяя пропорциональное изменение параметров М и G по высоте над поверхностью Земли [10,44]. В качестве примера рассмотрим как изменяется с высотой гравитационный коэффициент Земли G = 6,67·10-8 см3/гс2 и ее масса М = 5,98·1027 г. Их произведение MG широко используется в астрономии и имеет, как уже говорилось, собственное название «геоцентрическая постоянная». В соответствии с методом коэффициентов физической размерности параметры М и G при измерении их величины в космосе над поверхностью Земли описывается инвариантами:
G2/R = 6,97·10-24 − const, (2.49)
RM2 = 2,28·1062 − const', (2.50)
где R расстояние от центра Земли до той области космического пространства, в которой определяется количественную величину М или G. Предположим, что нам надо определить, чему равны М, G и MG на расстоянии трех R' = 19,1 тыс. км и пяти радиусов Земли R" = 31,9 тыс. км. По (2.49) находим величину G на этих расстояниях:
G1 = √(6,97·10-24·1,91·109) = 1,15·10-7,
G2 = √(6,97·10-24·3,19·109) = 1,49·10-7.
Вычисляем по (2.50) величину М на тех же расстояниях:
М1 = √(2,28·1062/19,1·108) = 3,45·1027,
М2 = √(2,28·10б2/31,9·108) = 2,671027.
Перемножаем полученные величины и получаем геоцентрическую постоянную, одинаковую для обоих расстояний:
GМ1 = 1,15·107·3,45·1027 = 3,99·1020,
G2M2 = 1,49 ·10-7 ·2,67 ·1027 = 3,98·1020.
Следовательно, произведение MG действительно с расстоянием остается неизменным и справедливо носит название геоцентрической постоянной.
В то же время коэффициент G для каждого тела оказывается величиной индивидуальной, пропорциональный плотности (а следовательно, пропорциональный и массе) и вычисляется для всех тел по формуле (2,47), в частности для Земли он оказывается равным G = 6,6510-8.
Таким образом, при взаимодействии тел количественные величины вещественных свойств одной системы — тела изменяются пропорционально изменению величины любого из ее свойств, включая и те из них, которые, как M и G, различным соображениям были постулированы неизменными.
Приведу из [10] описание эксперимента, способного показать возможность эмпирического нахождения самопульсации на примере любого из указанных в таблице 6 тел радиусом в те же 25 см (например, железного). Необходимо иметь в виду, что пульсирующее тело совершает сложное колебательное движение, складывающееся из нескольких волновых движений различной амплитуды и в различных направлениях по поверхности ядра и потому замеры пульсации надо производить в различных точках поверхности шара. Опишем примерную схему эксперимента: «Возьмем стальное ядро-шар 1 радиусом R = 25 см и положим на упоры 2 (рис. 19). Закрепим на нем вертикально два штыря 3, 4. Длина штыря 3 равна ~ 10 см, а штыря 4 на порядок больше. На свободных концах штырей укрепим подвижные зеркала 5, 6. Недалеко от ядра расположим источник света 7, лучи от которого могут падать на зеркало 6 и отражаться снова к источнику.
Рис. 19 а, б
Между источником 7 и зеркалом 6, под углом 45о к прямой, соединяющей их, закрепим полупрозрачное зеркало 8, разделяющее луч света на два луча, один из которых идет к зеркалу 6, а другой к зеркалу 5. Отражаясь от этих зеркал, они через полупрозрачное зеркало 8 попадают в интерферометр Майкельсона 9. Эксперимент по схеме практически аналогичен известному опыту Майкельсона-Морли по определению движения Земли относительно эфира.
Как уже говорилось, все тела пульсируют и а потому диаметр металлического шара систематически меняется с определенной частотой. С тем же периодом будет изменяться расстояние между зеркалами 5 и 6. Это изменение и будет зафиксировано интерферометром 9. Согласно таблице 6, период пульсации стального шара R = 25 см составит около 9,4 минут, что и будет подтверждено экспериментом. Сам эксперимент достаточно прост и не требует для проведения больших средств и времени.
Таким образом, наличие угловой скорости в структуре параметра G закона притяжения свидетельствует о том, что данный параметр не является фундаментальной постоянной, а отображает пропорциональную зависимость частоты собственной пульсации притягиваемого тела от его плотности.