190 (Парадоксы гравитации), страница 2

Все это принудило ученых признать Эфир исключительной средой, обладающей крайне противоречивыми свойствами.

Шли годы, наука взрослела, и вот после кропотливой работы английский ученый Максвелл создал теорию, где электрические и магнитные явления были объединены в понятие электромагнитного поля, куда был включен и свет. На основании этой теории были выведены четыре очень компактных уравнения, которые сообщали, что свет это электромагнитные волны, способные распространяться в пустоте так же легко, как и в прозрачных телах. Причем из этих уравнений следовало, что эти электромагнитные волны могут существовать сами по себе.

Мало кто из физиков хотел ломать себе голову над этой безумной теорией. Обратите внимание, что и через двадцать лет после ее создания в смысл теории проникли лишь несколько физиков.

Всем хороши были уравнения. Они не содержали лишь одного – в них не было ничего относящегося к световому Эфиру и его поразительным свойствам.

Эфир просто остался за бортом теории Максвелла.

И когда через 12 лет Генрих Герц обнаружил на опыте предсказанные теорией электромагнитные волны, большинство физиков признали их, как особые натяжения Эфира, не желая отказываться от призрака Френеля.

Вот в это самое смутное время в науку вошел провинциальный юноша Генрих Лоренц. Он познакомился с теорией Максвелла случайно, обнаружив в библиотеке физической лаборатории Лейденского университета, нераспечатанный конверт со статьями английского физика.

Эти работы в Лейдене никто не читал. Большинству лейденских физиков они были не по зубам. Но юному студенту они показались откровением.

Проходит время и Лоренц приступает к написанию докторской диссертации (к тому времени, в 18 лет, он уже кандидат наук), где решает задачу об отражении и преломлении света согласно электромагнитной теории. В этой диссертации двадцатидвухлетний Лоренц с легкостью показывает, как просто решаются теорией Максвелла все загадки отражения и преломления света.

Впоследствии Лоренц, верный своей первой влюбленности, существенно развил теорию Максвелла, введя в нее наряду с электромагнитными полями атомы электрического заряда – электроны. Так в теорию Максвелла были введены элементы атомистики.

Электромагнитная теория, и ее улучшенный вариант, – электронная теория одерживали одну победу за другой. С их помощью удалось объяснить все известные в то время процессы. Более того, теория предсказывала еще не известные явления, и эти предсказания блестяще сбывались.

Сторонников Эфира было еще очень много, и они выдвинули теорию, согласно которой все, что летит сквозь Эфир, летит как сквозь воздух на поверхности Земли. Значит должны проявляться те же явления, что и в атмосфере.

В то время ученые не сомневались в том, что океан светоносного Эфира, проникающий во все тела, заполняет всю Вселенную. Считалось, что Эфир повсюду одинаков, неизменен и неподвижен.

Значит, являясь неподвижным относительно любых вселенских движений, эфир является абсолютной системой отсчета, и, наблюдая за распространением света, можно определить, движется ли лаборатория относительно океана Эфира или нет.

Это могло означать только одно: при движении по Вселенной должен возникать эфирный ветер.

И если Эфир существует, то эфирным ветром будет обдуваться как Земля, так и все, что движется в этом мире.

Вот это и решили поймать ученые.

Один из самых искусных экспериментаторов, американский физик Майкельсон (получивший за это Нобелевскую премию), решил проверить, можно ли в соответствии с предсказаниями теории определить скорость, с которой Земля, вращаясь вокруг Солнца, перемещается в океане Эфира?

Теория была проста. Если пустить луч света по ходу движения Земли, то к скорости света прибавится ее скорость – 30 км/сек, а если поперек, то скорость не изменится. Взяв разницу, получим искомую величину, не выходя из лаборатории.

Изготовив очень точный интерферометр и используя вращение Земли вокруг своей оси, Майкельсон не получил положительного результата.

Выходило, что эфирного ветра нет, как нет и самого Эфира.

Физики мира пребывали в растерянности. Было выдвинуто несколько спасающих идею теорий, но они ничего не дали. Эти теории опирались на классическую физику.

Одна из них, разработанная Лоренцем, и много сделавшего для торжества релятивизма, предполагала сокращение длин тел вдоль направления движения. Но тогда, все попытки, измерения скорости, сводились к нулю.

Здесь требовалась революция.

Эту революцию произвел гений Эйнштейна.

Проанализировав всю сумму опытных данных, он сделал ряд заключений, которые совершили переворот в физике, и новая физика стала называться Теорией относительности, или Релятивистской.

Два постулата этой теории гласили, что скорость света везде постоянна, а всё движение по инерции является относительным. И, значит, абсолютных систем отсчета просто не существует.

Самое же главное, что вытекало из этой теории, это то, что никакого Эфира в природе нет.

Вот так закончилась история Неуловимого Ничто.

Но физика не одинока в подобных заблуждениях, и появление ложных, для будущих поколений, теорий, в науке нормальное явление.

Человечество не могло сразу правильно объяснить все явления природы.

Отсюда и геоцентрическая система мира Птолемея, продержавшаяся полторы тысячи лет, и поиски философского камня, превращавшего ртуть в золото.

И теория флогистона, оказавшегося, в конце концов, кислородом, весьма поучительная для истории науки. Но химики признали эфемерность флогистона, а некоторые физики, до сих пор, не могут представить себе жизни без эфирного океана. И считают, что, исключив его из своего сознания, они задохнутся в пустоте космического вакуума.

Небезызвестный академик Лысенко, тоже задыхался без своей теории превращения одних видов растений в другие, прямо на полях, но там было больше политики, чем «ученой» глупости.

И именно он, Лысенко, средневековыми методами, облаивал научный гений Николая Вавилова, добившись у современной ему инквизиции казни генетика, что и отбросило нашу страну далеко назад не только в биологии, но и в кибернетике тоже.

«Черная дыра», она и в Африке черная

То, что я хочу рассказать о гравитации, скорее не парадоксы, а вечный вопрос Генри Роланда: «Что это такое?». Вообще, слово «парадокс» имеет несколько значений. Одно из них подразумевает своеобразную точку зрения, отличающуюся оригинальностью и расходящуюся с общепринятой. Вот я и выскажу эту «точку» по проблемам гравитации, ее физической сущности. Математических теорий существует множество. Не буду брать классическую Общую теорию относительности, но, изучая историю физики, я убедился в том, что, практически, все физики, в той или иной мере, пытались разгадать тайну Всемирного тяготения. Однако, при всем обилии идей, заполняющих научные издания, на сегодняшний день, существует всего лишь одна, разработанная очень давно Лесажем, теория, которая, хотя и оказалась ошибочной, заставила поработать многие умные головы своего времени.

Есть масса общеизвестных фактов, которые помогут, в какой-то мере, хотя бы выбрать направление поисков истины.

Начнем с самого главного - формулы Закона Всемирного тяготения. Ее простотой и элегантностью ученые восхищаются уже более трехсот лет. На основании этой формулы, триста лет рассчитываются орбиты планет, сегодня – межпланетных станций. Вся Вселенная подчиняется этому Закону, но дальше формулы, дело не идет. Всем кажется, что при всей простоте математического изложения, простой должна быть и физическая сущность, но проходят годы, а ответа на этот вопрос до сих пор нет. Создается ощущение, что природа, подарив закон, принцип его, спрятала за семью замками.

Здесь складывается ситуация, обратная электромагнитной.

Там Фарадей на опытах получает электромагнитную индукцию, а затем Максвелл, выводит свои знаменитые уравнения.

С гравитацией так быстро и красиво не получается.

Итак, формула. В нее входит всего лишь три величины: произведение масс тяготеющих тел и квадрат расстояния между их центрами.

Вот и все!

Гравитационная постоянная это коэффициент, который подтверждает именно малость сил тяготения.

Уже сама формула говорит о том, что никаких третьих участников, создающих притяжение, кроме этих двух тяготеющих масс нет. В теории Лесажа, как раз, силу и создают эти третьи, летающие по всей Вселенной гипотетические частицы – гравитоны, которые даже в отсутствие масс, существуют всегда.

Исходя из этого, делаем первый основополагающий вывод: то, что называется тяготением, рождается только веществом Вселенной имеющим массу покоя. А поскольку все вещество состоит из элементарных частиц, то, начиная с них, по мере роста массы, растет напряженность гравитационного поля, слагаемая из маленьких полей электронов, протонов и нейтронов. Здесь классически срабатывает принцип суперпозиции полей. Элементарные поля, по мере роста массы, вырастают в грандиозные поля галактик и всей Вселенной.

Тут же можно смело утверждать, что, из чего бы ни состояло гравитационное поле, это что-то не должно иметь электрического заряда, даже самой малой величины. При таких огромных массах, как звезды, а звезды могут быть в тысячи раз больше нашего Солнца, суммарный заряд поля привел бы к его разлету, оно равномерно заполнило Вселенную, как реликтовое излучение, а это исключает островную Вселенную в течение многих миллиардов лет.

Существование огромных масс Вселенной обусловлено только однополярностью массы. Отрицательной массы в обозримом пространстве нет.

Возникает очень важный вопрос. Если ускорение свободного падения это характеристика поля, то, как тогда происходит взаимодействие двух масс? Взаимодействуют ли поля двух тел, или поле первого тела взаимодействует с инертной массой второго, а поле второго с инертной массой первого. Этот вопрос является принципиальным.

Кстати, отсюда напрашивается и второй вопрос. Почему, все летящие к земле тела, находясь в свободном падении, испытывают невесомость?

Из повседневной жизни мы знаем, что при любой попытке придать телу ускорение, обязательно возникает перегрузка. На этом основан принцип эквивалентности. Для меня все равно: стою я на земле, чувствуя вес, или разгоняюсь ракетой с ускорением G и так же ощущаю те же 70 килограмм.

Тогда почему, ускоряясь, полем тяготения, в свободном падении, я не испытываю веса? Ведь есть моя масса, есть сила, разгоняющая меня, а ощущения веса нет.

Как это ни парадоксально, но невесомость возникает именно из-за того, что все вещество Вселенной состоит из элементарных частиц.

Сильное поле Земли взаимодействует не с телом, как одним целым объектом, а с каждой элементарной частицей, из которых это тело состоит. Значит, ускоряется каждая отдельная частица, и именно она испытывает ощущение веса. Но вес всего тела, мы испытываем только в том случае, если имеем точку или площадь опоры, куда давит ускоритель.

Стоим на земле - упираемся в землю, летим в ракете - упираемся в кресло космонавта.

Если же разгоняется каждая, входящая в состав тела частица – ощущения веса нет.

Кроме того, принцип утверждает, что гравитационная и инертная массы равны.

Да, они равны, но с одной оговоркой, с какой точностью измерены инертная и гравитационная массы. Когда мы разгоняем инертную массу ускорителем, то обязательно какую-то часть массы (очень маленькую) теряем: сдувается воздухом, отрывается и т.д.

Другое дело гравитационное взаимодействие. При ускорении в поле тяготения, ни одна, даже элементарная частица, потеряться не может.

Вот эта точность измерений и подтверждает идею равенства обеих масс.

Исходя из вышеизложенных фактов, можно предположить принцип взаимодействия в поле тяготения. Если поле разгоняет каждую отдельную элементарную частицу, то значит не поля двух тел, создают тяготение, а поле первого тела тянет инертную массу второго, поле второго – инертную массу первого.

Но самым парадоксальным фактом является то, что когда захлопнется «Черная дыра» и из нее уже ничего не выходит, даже свет, когда замирают почти все физические процессы, один процесс работает всегда и безотказно - это Гравитация. Она ничем не поглощается, ничем не искривляется, она вечна. И тем самым, гравитация доказывает, что именно она правит всем балом во Вселенной. Именно она является фундаментом Мира.

Почему-то никто не упоминает один гравитационный «парадокс». Известно, что спутник, летающий вокруг Земли, находится в состоянии невесомости по отношению к Земле. Ввиду малой массы спутника, все, что находится у него внутри тоже невесомо. Переходим к Луне. Луна летит вокруг Земли и находится в состоянии невесомости по отношению к Земле. Но Луна массивна и все тела на Луне уже имеют вес. Земля летит вокруг Солнца и тоже невесома по отношению к Солнцу. Солнце летит вокруг ядра Галактики и т. д. …А ведь это прямое следствие принципа эквивалентности.

Теперь, о гравитационной энергии.

Как известно, любая гравитационная масса обладает энергией. Задача гравитационной энергии заключается в том, чтобы притягивать другие тела или притягиваться самому. И вот тут получается интересный парадокс. Летит массивная планета. У нее одна задача: притянуть к себе объект поменьше и тем самым увеличить свою массу. Что происходит дальше. Массивное тело тратит энергию, разгоняет маленькое до огромных скоростей, и для чего? Только лишь для того, чтобы, упав на поверхность, маленькое тело увеличило массу большого? И после этого большая планета станет еще сильнее притягивать другие массы. Получается, что гравитация, притягивая все ее окружающее, как бы авансом сообщает ему кинетическую энергию с условием, что после этого, тело будет исправно и всегда служить ему после падения. Конечно, то, что притягивается, может пролететь и мимо, но бывают пролеты и у гравитации. При этом гравитационная жадность может выходить и боком. Падение слишком массивного объекта может привести к катастрофе.