6.6. Орбитальные пульсации Земли

Эту небольшую публикацию из сборника [48] с тем же названием, я привожу как при­мер орбитальной самопульсации Земли и Луны, совер­шенно не касаясь механики их движения в свете изло­женных выше электродинамических взаимодействий и с добавлением, тезисно, некоторых короткопериодиче-ских пульсаций земных сфер.

Траектории механического орбитального движения небесных тел Солнечной системы, в частности Земли и Луны, теоретически рассчитьшаются не по полевым уравнениям, как это делается, например, в электродина­мике, а достаточно искусственными методами возму­щающих движений. А потому правомерен вопрос: По­чему полевые методы теории гравитации практически не находят применения при расчете орбитального дви­жения планет?

Опуская рассмотрение методов возмущения как дос­таточно известных, попробую определить причины, обусловливающие отступление от полевых методов рас­чета орбит небесных тел на примере орбитального дви­жения планеты Земля.

Из классической механики известно, что планета Зем­ля движется по «инерции» на орбите в гравитационном поле Солнца со средней скоростью v_cp = 29,76 км/с, имея в перигелии скорость v_p = 30,27 км/с, а в афелии v_a = 29,27 км/с [41]. В 1995 г. по эфемеридам расстояние в перигелии от центра Солнца до Земли составляло R_p = 1,471·10¹³ см, а в афелии R_a = 1,521·10¹³ см, при среднем расстоянии R_cp = 1,49610¹³ см [106].

Воспользовавшись этими данными, определяем рас­четную напряженность гравиполя g на расстоянии, со­ответствующем этим точкам по формуле:

g_n = v_n²/R_n. (6.17)

И получаем, что в перигелии напряженность g_p = 0,62391 см/с², в афелии g_a = 0,56328 см/с², a g_cp = 0,59202 см/с².

Зная напряженность (ускорение свободного падения) гравиполя Солнца g_c = 2.738·10⁴ см/с², его радиус R_c = 6,96·10¹⁰ см и закон убывания напряженности — инва­риант:

Rс2gc = 1,3263·10²⁶  const, (6.18)

определяем для тех же областей пространства теорети­ческую напряженность гравитационного поля, созда­ваемую Солнцем. Она равна в перигелии g_p1 = 0,61296 см/с², в афелии g_a1 = 0,57332 см/с² и только в начале ап­реля и в октябре в моменты пересечения с расчетной, оказывается близкой к ней. Различие расчетных и теоре­тических параметров напряженности гравитационного поля уже во втором знаке (и, в частности, у Луны тоже) становится основной причиной затруднений при ис­пользовании полевых методов в расчете орбитального движения небесных тел. На диаграмме 1 сплошной ли­нией 1 отображено ежедневное расчетное изменение на­пряженности гравиполя в 1995 г., построенное по траек­тории движения Земли. Линия 2 показывает реальную напряженность гравиполя на том же расстоянии от Солнца, на котором планета находится в соответствую­щий день. И, как явствует из диаграммы, наибольшая расчетная напряженность наблюдается в перигелии. За­тем, по мере увеличения расстояния от Солнца до Зем­ли, она, практически монотонно, убывает, сравниваясь с теоретической в начале апреля, и, продолжая убывать, достигает афелия в начале июля. В точке афелия проис­ходит перелом, и расчетная напряженность начинает возрастать, достигая средней величины в начале октября и максимума — в новом перигелии.

Фигура, образуемая этими двумя сходящимися ли­ниями, несколько напоминает полураскрытые ножницы. Угол между линиями 1 и 2 является основным препятст­вием применения полевых гравитационных уравнений. Никакого объяснения расхождению расчетной и теоре­тической напряженности мне обнаружить не удалось. И, по-видимому, современная небесная механика пренеб­регает этими ножницами, ограничиваясь при расчете траектории движения небесных тел уже упомянутым методом возмущений. К тому же классическая механика оставляет неизменными все параметры планет на про­тяжении всего их движения по орбите. А это может ока­заться одним из факторов, сдерживающих сближение теоретической и расчетной напряженностей.

Попробую, основываясь на категориях русской меха­ники, рассмотреть отдельные аспекты возможного из­менения параметров Земли при орбитальном движении.

Прежде всего, русская механика предполагает зависи­мость всех параметров движущегося тела от скорости его движения. И надо ожидать, что с возрастанием ско­рости v при движении планеты к перигелию или с ее уменьшением будет наблюдаться изменение радиуса R, гравитационной «постоянной» G, массы т, напряженно­сти гравитационного поля g и т.д. Поэтому, рассматри­вая на диаграмме 1 фактическую напряженность грави­тационного поля (линия 7) и зная, что она образуется радиусом и скоростью (6.17), необходимо определить форму связи этих внешних параметров с параметрами Земли. Например, с массой или гравитационной «посто­янной». И хотя бы предварительно определиться, будут ли они изменяться при движении планеты и каким образом.

Однако на любые изменения массы в классической механике, как уже говорилось, до сего дня наложено аб­солютное табу. Она постулируется неизменной всегда. Допускаются ее изменения только при скоростях, близ­ких к скорости света, которая, как известно, несопоставима с орбитальными скоростями, а потому при орби­тальных скоростях масса планеты меняться не может.

На изменение гравитационной «постоянной» G нало­жено табу помягче. Ее изменения допускаются. Более того, его ищут экспериментально и постоянно находят, но объяснение этому изменению в классической меха­нике еще нет.

В русской механике неизменные свойства отсутству­ют. Все свойства тел, в том числе и масса, и гравитаци­онная «постоянная» с изменением внешних условий ме­няют свою количественную величину. И потому, рассматривая медленное, почти монотонное ежедневное изменение линии 7 диаграммы 1, можно предположить, что и скорость на орбите, и расстояние от Солнца до планеты, и длина радиуса, и ее масса изменяются моно­тонно, а какая-то их совокупность остается неизменной и описывает соответствующую кривую. Задача заключа­ется в том, чтобы выделить из этой совокупности часть изменения, относящегося, например, к массе.

Классическая механика, как и русская, содержит урав­ нение, которое включает в себя и массу т, и скорость v, и радиус l. Это уравнение количества движения М:

M = mvl  const. (6.19)

И по законам классической механики, и по законам русской механики (добавлю и по законам электродина-­ мики, и квантовой механики) момент количества движе­ ния, при свободном вращении или движении по орбите, всегда остается неизменным. То есть в приложении к движению планеты по орбите момент М по закону не может изменяться. Поскольку и в правой и в левой части уравнения (6.19) имеются как бы неизменные величины М и т, то его можно привести к виду:

М/т = vl  const. (6.20)

И оно будет таким при инерционном движении плане­ты по окружности, но не по эллипсу. При движении по эллипсу, как явствует из диаграммы 1, произведение vl ≠ const, а значит и М/т ≠ const. И остается предполо­жить, что в движении по орбите меняется либо момент М, либо масса т. Поскольку момент «охраняется» зако­ном, в обеих механиках, а масса алогичным постулатом и только в одной, логично будет рассмотреть, изменяется ли масса планеты и по какому закону при ее движе­нии по орбите.

Можно, конечно, предположить, что в уравнении (6.19) меняется момент, а масса остается неизменной, или масса и момент изменяются в некоторой пропорции. Но из данных предположений следует, что изменения эти могут происходить только при некоторой форме взаимодействия движущейся планеты с окружающим пространством. Что конечно правильно и соответствует русской механике, но совершенно неприемлемо для ме­ханики классической.

В качестве точки отсчета для нахождения М было взя­то 4 апреля 1995 г., время, когда расчетная и теоретиче­ская напряженности сравниваются и, следовательно, скорость v = 2,9763·10⁶ см/с, массу т = 5,978·10²⁷ г и расстояние l = 1,4966·10¹³ см можно было принять за первичные исходные величины. В результате постоян­ная величина момента количества движения Земли по орбите оказалась равной М = 2,6628·10⁴⁷ г.см/с. (Еже­дневное расстояние до Солнца на 12 часов находим по эфемеридам [106], среднесуточную скорость определяем по [107]).

Зная величину количества движения М, преобразовы­ваем уравнение (6.19) относительно массы т:

m = M/Rv. (6.21)

Подставляя последовательно с 1 января 1995 г. в фор­мулу (6.21) ежедневную скорость и расстояние от цен­тра Солнца до центра Земли, определяем изменение ко­личественной величины массы на каждый день года и строим на диаграмме линию 3.

Она показывает, что масса планеты Земля, даже при относительно незначительном изменении скорости ее движения, систематически меняется в третьем-пятом знаке в пульсирующем режиме. Амплитуда колебания массы от максимума до минимума длится около месяца, и масса изменяется от 5,972·10²⁷ г до 5,982·10²⁷ г. Изме­нение в третьем знаке происходит около раза в ме­сяц, четвертый и особенно пятый знак меняются почти ежедневно. Период одного колебания составляет около месяца и неравномерен по длительности. И в году укла­дывается 12 полных периодов (по результатам расчета 1994 — 1995 гг.). Колебания переходят на следующий год таким образом, что помесячные максимумы преды­дущего года становятся минимумами последующего. Вместе с массой пропорционально пульсируют все ос­тальные параметры Земли, включая и гравитационную «постоянную» (линия 4). Именно это и фиксируется в работе [40]. Кроме того, просматривается общая для планеты волна с периодом около 10-12 месяцев по-видимому, годовая (линия 6).

Пульсирующее изменение массы планеты сопровож­дается ежемесячным замедлением и ускорением ее дви­жения по орбите. И хотя относительное убывание и воз­растание скорости орбитального движения наблюдается почти на протяжении всего года, абсолютная, угловая скорость  на протяжении месяца то возрастает то за­медляется, что и свидетельствует о пульсации планеты

Как было показано ранее, масса Земли может изме­няться только пропорционально гравитационной «по­стоянной» G по инварианту:

MG = 3,998...·10²⁰, (6.22)

где G = 6,672·10^-8  гравитационная «постоянная».

Формула (6.22) обусловливает возможность ежеднев­ного нахождения параметра G. И по форме, и по величине гравитационная «постоянная» будет изменяться как обратное подобие изменения массы, что и наблюда­ется на диаграмме (линия 4). Следует еще раз отме­тить, что систематическое изменение G в третьем и чет­вертом знаках на протяжении полутора десятилетий фиксируется приборами [40]. Естественно, что приборы будут фиксировать не ту величину изменения гравита­ционной постоянной, которая отображена линией 4, а примерно такую, которую изображает линия 5. Аналогичным образом можно по инварианту:

M²R = 3,5736 10⁵⁶  const¹, (6.23)

определить амплитуду колебания радиуса Земли (диаг­рамма, нижняя ломаная 5). И оказывается, что измене­ния радиуса достигают почти 20 км (тот же третий знак) оставаясь для нас и наших приборов почти незаметны­ми. Как тут не вспомнить А. Пуанкаре [7]: « если бы все тела Вселенной начали одновременно и в одинако вой пропорции расширяться (или, например, пульсируя, сжиматься и расширяться — А. Ч.), то у нас не было бы никаких средств заметить это, потому что все наши измерительные инструменты увеличивались бы одно­временно с самими предметами, для измерения которых они служат. После этого расширения мир продолжал бы свой ход и ничто не говорило бы нам, что произошло столь важное событие». (Курсив мой — А. Ч.)

И хотя это утверждение Пуанкаре достаточно катего­рично, в первом линейном приближении его можно счи­тать верным и подтверждаемым почти полным отсутст­вием приборной информации о пульсации Земли.

Надо отметить, что кроме двух вышеназванных пе­риодов (годового и месячного) существует хорошо из­вестный еще с древности 84,4-минутный период пуль­сации Земли — период Шулера [109], который накладывается на предыдущие и, по-видимому, имеет амплитуду колебания в пределах 1,5 км (на диаграмме 1\ он не отображен).

Можно показать, основываясь на уравнении (6.21), что и Луна в процессе своего орбитального движения от пе­ригея до перигея за полный оборот вокруг Земли совер­шает один-два цикла пульсации. Не останавливаясь на анализе представленной диа­граммы, отмечу, что полученные результаты только каче­ственно свидетельствуют о наличии пульсации у небес­ных тел — планет и их спутников. Уточненные коли­чественные величины параметров пульсации могут быть получены только тогда, когда будут сведены к одной линии гравитационные ножницы — теоретическая и расчетная напряженности гравитационных полей в об­ласти орбитального движения Земли и Луны. Их нали­чие, по-видимому, более чем на порядок искажает кар­тину пульсации Луны и в несколько меньшей степени — Земли. И именно их наличие свидетельствует о недоста­точности нашего понимания сути гравитационных взаи­модействий.

Отмечу, что орбитальную пульсацию Земли и Луны, ускорение и торможение их в процессе движения, вызы­ваемые пульсацией, можно фиксировать многими физи­ческими, астрономическими и оптическими методами, различными гироскопическими, маятниковыми и грави­тационными приборами на поверхности Земли. В част­ности, из механических приборов наиболее чувстви­тельными к самопульсации Земли являются гироскопи­ческие прецессирующие приборы типа гироскопа Фесселя.

Выявление орбитальной пульсации небесных тел по­зволяет сделать следующие предварительные выводы:

• следует ожидать, что самопульсация Земли, как и других небесных тел, вызывает попеременное, с годовым, месяч­ным периодами и периодом Шулера, замедление и уско­рение своего движения по орбите. Об этом свидетельст­вует аналог уравнения (5.53):

М = тv²/;

• ускорение и замедление Земли на периоде в год (го­довой период пульсации)  известны, и будут показаны далее;

• экспериментальное доказательство регулярного ус­корения и торможения Земли с годовым, месячным и полуторача­совым периодом при движении по орбите будет одно­временно и доказательством отсутствия в природе движения по инерции.

Кроме орбитальной пульсации с периодом от месяца и более у Земли и ее сфер наблюдаются короткопериодические пульсации от нескольких часов до десятков ми­нут и более продолжительные, охватывающие геологи­ческие эпохи в миллионы и миллиарды лет. Изучая эти временные периоды В.А. Марков в работе (51) делает вывод о том, что «любой конечный интервал времени представляет собой циклически организованный про­цесс, складывающийся из двух зеркально отраженных в пространстве времени модельно подобных полуциклов Т₁ и Т₂ с постоянным отношением длительности T₁/T₂ = 2/3».

Этот очень важный вывод он подтверждает как при­мерами из геологической шкалы времени, так и пульсационными процессами малой временной продолжитель­ности. Пропуская рассмотрение периодов и эпох гео­логического времени, остановлюсь на короткопериодических пульсациях и в первую очередь на периоде Шулера _i = 84,4 мин. [108]: «Применительно к _i дели­мость в отношении 2/3 отражает пульсацию ₁' и ₁'' ос­новного тона или моды, отличающуюся от других соб­ственных колебаний наибольшей амплитудой. Ожи­даемые их значения _i' = 0,6, или _i' = 50,8 мин., и _i" = 0,4 или _i" = 33.8 мин» — пишет В. Марков [51].

Опираясь на свойства неограниченной делимости не­однородного времени, В.А. Марков построил сетку дис­кретных значений (обертонов) спектра собственных ко­лебаний Земли с рядами, как он полагает, относительной длительности 1/3, 2/3, 1/2, отличающих структуру неод­нородного времени (матрица 8)

Матрица 8

					46,22	30,80	20,54	13,68
		78,00	52,00	34,67	23,11	15,40	10,27	6,84
			26,00	17,33	11,55	7,70
43,84	29,25	19,50	13,00	8,67
21,92	14,62	9,75	6,50

В матрице за основную моду _i' = 52 мин. приняты пе­риоды пульсации (в минутах) подтвержденные грави­метрическими [112] и сейсмическими [113] измерения­ми. Следует отметить, что по более поздним источникам [114] аналогичная мода для литосферы Земли равна 56 минутам.

Матрица, полученная В.А. Марковым исходя только из временных периодов (которую он даже не назвал матрицей), удивительна тем, что является фрагментом поперечного слоя объемной русской матрицы. Естест­венно, что формируется она несколько иначе, чем это записано В.А. Марковым и отображает природные вре­менные обертоны. Приведу фрагмент русской матрицы 9 для короткопериодической пульсации, приняв за осно­ву моду в _i' = 56,00 мин.

Матрица 9

189,0	252,0	336,0	448,0	597,3	796,4	1062
94,50	126,0	168,0	224,0	298,2	398,2	531,0
47,25	63,00	84,00	112,0	149,3	199,1	265,5
23,62	31,50	42,00	56,00	74,67	99,55	132,7
11,81	15,75	21,00	28,00	37,33	49,78	66,37
5,906	7,875	10,50	14,00	18,67	24,89	33,18
2,953	3,937	5,250	7,000	9,333	12,44	16,59

В матрице 9 основные моды короткопериодических пульсаций 84,00 мин., 56,00 мин., 37,33 мин. располага­ются по диагонали слева направо сверху вниз. (У В. Маркова основная мода расположена на горизонтали 78,00 мин., 52,00 мин., 34,67 мин.) Из матрицы 9 следует наличие еще одного полуцикла Т₃ с отношением:

Т₃Т₁ = 13,

о котором есть упоминание в [51]. И полный цикл, за­вершающий процесс:

Т₂ + Т₃ = Т₁,

есть не что иное, как элемент матричной вязи, опреде­ленный последовательностью расположения чисел на числовом поле: сумма двух последовательных верти­кальных чисел равна третьему числу, расположенному по диагонали справа налево от верхнего из них.

Можно констатировать, что временные взаимосвязи физических параметров отображены в поперечных сло­ях русской матрицы.

Пульсация Земли и изменение веса тел

Гравитационная линза