д-р Олександр Вільшанський
Проблема. Круговий рух супутників навколо Землі (а також природних супутників планет і самих планет навколо Сонця) зазвичай спілкується з допомогою схеми, наведеної на рис.1. Сила тяжіння F, спрямована до центру Землі, викликає прискорення, з яким тіло на малюнку рухається в радіальному напрямку. Однак, коли ми замислюємося величину РОБОТИ, виробництва ця сила, ми натикаємося на парадокс. Сила - є, маса - є, прискорення - є. Але в результаті складання двох швидкостей руху виявляється, що сумарна відстань до планети не змінилося! Отже немає пройденого шляху, ні роботи? Це якась дуже дивна сила, і якась дивна ситуація. Аналогії з обертанням вантажу на нитці тут не годяться. У разі використання нитки відстань не змінюється. Зв'язок тіла з центром обертання ЖОРСТКА. У цьому обертовою системі координат в точці кріплення вантажу до нитки доцентрова сила врівноважується силою реакції опори. Тобто є ДВІ сили, сума яких дорівнює нулю. Природно, що і результат їх дії дорівнює нулю. У разі супутника впливаюча сила тільки одна, і вона врівноважується ніякої іншої силою. Але по Другому закону Ньютона будь-яка сила, впливаюча на вільне тіло, має викликати прискорення і виробляти роботу! Більш того, якщо траєкторія буде інший (скажімо, еліптичної), й відстанню тіла від центру Землі буде змінюватися, то, згідно з класичною теорією, сила тяжіння теж буде виробляти ніякої роботи! В даному випадку не тільки сила і прискорення у наявності, але також і шлях. Але робота все одно не проводиться! Це дивно, щонайменше.
зусилля парадокс. Уявімо космічний корабель, має на борту двигун, завжди орієнтований по радіусу, але у зворотний бік від Землі (рис.2). Двигун показаний на малюнку у вигляді витягнутого трикутника. Уявімо далі, що космічний корабель повинен здійснити обліт навколо Землі по круговій орбіті, але тяжіння відсутня. Інакше кажучи, приберемо Землю і розглянемо простий маневр корабля у просторі - рух по колу. Очевидно, що для виконання цього маневру за відсутності тяжіння космічний корабель повинен використовувати свій реактивний двигун. Сопло цього двигуна має бути постійно направлено у зворотний бік від центру кола. Таким чином, силу земного тяжіння ми замінюємо силою тяги двигуна. Ясно, що в даному разі енергія витрачатиметься. Якби взлетающая з Землі ракета просто зависла над землею на старті приблизно на час повного обороту супутника на орбіті (тобто близько 100 хвилин), то вона витратила б приблизно такий енергію. Причому зрозуміло, що ця енергія прямо залежить від маси корабля. Будь-якому людині ясно, що ця енергія дуже велика. Маємо парадокс. Але чи можна подолати протиріччя? Модель. Помістимо пробне тіло А в центр сфери, через яку в самих різних випадкових напрямках пролітають дуже маленькі і легкі частки (рис.3). Назвемо ці частки "гравітонами". Припустимо, що Гравітон володіють виключно високою проникаючою здатністю і слабо взаємодіють з речовиною, тобто віддають частинкам речовини дуже невелику частину свого імпульсу. Аналог такого роду в природі відомий - це нейтрино. Однак Гравітон в нашій моделі за своїми розмірами істотно менше нейтрино, і рухаються зі швидкостями, значно перевищують їх швидкість.
Гравітон рівномірно розподілені в просторі. Більшість їх пролітає повз пробного тіла А, і нас не цікавить. Їх траєкторії позначені на рис.3 пунктирними стрілками (ізобр. зліва). Ті Гравітон, які потрапляють в пробне тіло, передають йому частину свого імпульсу. Щільність потоку гравітонів через сферу постійна. Так як всі Гравітон однакові, то вектор сумарного імпульсу, переданого ними спробному тілу, дорівнюватиме нулю, і воно буде знаходитися в спокої. Помістимо на деякій відстані від пробного тіла A масивне тіло (куля на рис.4). Очевидно, що якщо Гравітон частково затримуються кулею, то він екранує пробне тіло від впливу часток, що приходять до нього з просторового кута з утворюючими АU і АV. У той же час Гравітон, прилітають з просторового кута c створюючими AU 'і AV', впливають на пробне тіло з колишньою інтенсивністю. Результуюче вплив всіх частинок на пробне тіло вже не буде рівним нулю, і виникне сила FA, спрямована точно до центру масивного кулі. Величина сили, що діє на пробне тіло, буде залежати від ступеня поглинання гравітонів масивним тілом. Ця сила прямо пропорційна величині просторового кута UAV, який в свою чергу назад пропорційний квадрату відстані. У цій моделі має місце не В«притяганняВ» двох тіл один до одного, а В«приталкиваниеВ». Але, якщо спостерігач нічого не знає про що летять частинках, а бачить лише взаємодія тіл, то це виглядає для нього як В«тяжінняВ» одних тіл до інших.
Таким чином, вплив гравітонів на пробне тіло А розраховується як різниця двох потоків гравітонів, що приходять з просторового кута U'AV 'і з просторового кута UAV, визначуваного поглинаючим Гравітон тілом. Гравітон поглинаються на будь-якій ділянці b цього тіла (рис.5). У статті [1] наведено висновок формули відносини сили приталкивание на певній відстані до силі, що діє на відстані двох радіусів від центру масивного кулі:
де: k = 1 + h/R - кут, вказаний стрілкою на рис.5, під яким видно відрізок взаємодії "b" - максимально можливе значення кута h - відстань пробного тіла від поверхні поглинаючого тіла (кулі) R - радіус поглинаючого кулі b - довжина шляху взаємодії на рис.5 - щільність поглинаючого тіла в довільній точці k = 2 для випадку знаходження пробного тіла на відстані від поверхні кулі, рівному радіусу Чисельне інтегрування виразу (1) призводить до результатів, повністю збігається з результатами розрахунку по класичній формулі закону всесвітнього тяжіння Ньютона. У загальному випадку тіло (Куля), поглинаюча Гравітон, може мати змінну вздовж радіусу щільність (Рис.6). Як відомо, Земля має більш щільне ядро ​​з діаметром, приблизно що дорівнює половині діаметра самої Землі. Розрахунок показав, що сила впливу на пробне тіло буде однією і тією ж для будь-якого розподілу щільності по радіусу за умови сталості середньої щільності.
Про критиці моделі "пушінга" (приталкивание). Про можливість існування механізму "приталкивание" космічних тіл (як альтернативного їх "Тяжінню") говорили багато вчених, у тому числі і Лессаж. Він розглядав "Гравітон" як частинки, глибоко проникаючі в планету, і створюють різницю тисків на неї внаслідок утворення "Гравітон тіні "від Сонця. Цю модель піддав критиці Пуанкаре, показавши, що супутнє приталкивание поглинання цих мікрочастинок в небесному тілі повинно супроводжуватися їх нагріванням до температур, не наблюдающихся на практиці. Крім того, планети у своєму русі повинні були б гальмуватися "Гравітон газом ", чого також не спостерігається. Про таке гальмуванні говорив і Фейнман у своїх лекціях. Ці заперечення обгрунтовані лише за певних припущеннях про властивості гравітонів, яких не припускали ці дослідники, і без урахування наслідків з цих властивостей. Одним з таких наслідків є існування "Космічної мітли" (див. нижче), завдяки дії якої долається гальмування планет "Гравітон газом", і здійснюється їх вічне обертання. Заперечення Пуанкаре також зникає, якщо розглянути взаємодію Гравітон з елементом маси (атомом) більш уважно. У нашій гіпотезі якщо маса тіла, через яке проходить гравітон, менше деякої величини (хоча і дуже великий), то гравітон найчастіше зустрічається лише з одним атомом (ядром атома), і зазнає розсіювання на ньому, віддаючи атому невелику частину свого моменту руху в напрямку свого руху до співудару. Цей випадок показаний на рис.7 (рух "а").
В цьому випадку ніякого поглинання гравітонів (з переходом їх енергії в теплову), про який говорив Пуанкаре, не відбувається. У разі ж проходження Гравітон через значно більшу масу, траєкторія його руху стає більш складною. Наштовхуючись на деякий безліч атомів, гравітон також віддає кожному з них частину свого к...