Главная страница  Почта

АНАКСАГОР
КЭНЗ

ГРАВИТАЦИЯ: МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ
[3]

Формула тяготения Ньютона. Некоторые могут сказать, как так? Если, гравитационных сил нет, а гравитация (эффект гравитации) только mg, то тогда как же быть с формулой всемирного тяготения (F = GMm/R²)? Там ведь явно есть какая-то сила, и по формуле сразу видно, что она означает нечто большее, чем простое mg. Правильно. Именно так и есть. Она намного шире, чем эффекты гравитации mg, потому что формула всемирного тяготения неявно включает в себя и электромагнитные силы (вспомним, что она была выведена чисто эмпирическим, кинематическим путем, где уже вовсю действуют некие силы). Так, что она уже содержит в себе и электрические и механические явления "в одном флаконе". Именно по этой причине она похожа на закон Кулона (F = KQq/R²). Только в законе Кулона, массы и связанные с ней явления, не учитываются (микромир, однако). Отсюда, они более узки, специфичны и ограниченны. А формула тяготения Ньютона больше похожа на кентавр, содержащий в себе свойства и того и другого, и поэтому она наиболее универсальна, и более шире охватывает большой круг явлений.

Но, есть одно, но. Она интерпретируется... неверно. Несмотря на то, что она объединяет в себе (неявно) и электромагнитные и механические явления, выводы делаются исключительно с позиции механики. Изобретается некая самостоятельная, универсальная гравитационная сила, и это возводится в абсолют. И все явления в природе истолковываются только с позиции гравитационных сил. Как будто в природе действительно есть некие самостоятельные гравитационные силы, которые управляют миром, и все это уже доказано. Однозначно и бесповоротно (виват, механицизм). Вот такие, вот, "железобетонные" выводы только ухудшают положение дел, и приводят к еще более большой путанице (где и так уж многое "хорошо, и на славу" запутано).

Чтобы распутать этот клубок, и не было в дальнейшем подобного положения, я бы предложил следующие:
а). Понятие гравитационные силы, на самом деле, означает не конкретно какую-то силу, а означает обобщенное свойство наблюдаемых объектов (притяжение тел друг к другу, падение, сгущение, и т.д. - это, по сути, означает конденсацию вещества). И распадается на ряд составляющих "компонентов" (э/м взаимодействие тел, центр масс, тяжесть/гравитация, минимизация энергетического состояния). Поэтому выражение гравитационные силы, крайне неудачное, и оно должно быть либо изменено, либо вообще убрано из лексикона. Таких сил в природе нет. Кроме путаницы они ничего не дают.

Например, с этих позиции довольно нелепо выглядит, попытки объединить гравитационные силы с электромагнитными. Ведь гравитационные силы (или, то, что мы называем так), уже неявно содержит в себе электромагнитные силы. Здесь электромагнитные силы входят как "компонент гравитационных сил", и находятся "внутри" нее. Это очень похоже на попытки "скрестить" летательные свойства (силы) самолета со шлангом, самого же самолета...

б). Вместо гравитационные силы, нужно применять понятия притяжение/тяготение, так как они более правильно отражают именно свойства наблюдаемых объектов, и не "выдают" себя за особую силу (как гравитационные силы). Эти понятия более универсальны, и не привязаны к каким-либо конкретным видам взаимодействий (электромагнитное, ядерное, дружба, любовь, и т.д.). В этом смысле, они совершенно верно применяются в следующих выражениях: формула всемирного тяготения, притяжение двух тел, существует тяготение, и т.д. Таким образом, эти понятия не "разбирают" каким образом происходит притяжение/тяготение: электромагнитным ли путем, или, двое людей просто притягиваются друг к другу, или же, кто-то их толкает навстречу друг к другу.

в). Понятие гравитации (не гравитационные силы, а просто гравитации), или же, еще лучше, эффекты гравитации, применять исключительно к явлению тяжести - mg. Т.е., где мы применяем понятия гравитации, или, эффекты гравитации, подразумевается конкретное механическое явление - тяжесть mg. И ничего более...

Формула тяготения и конфигурация систем. Согласно формуле всемирного тяготения, все объекты взаимодействуют между собой через гравитационные силы, прямо пропорционально их массам, и обратно пропорционально квадрату расстояний:

F = GMm/R²

Здесь принимается, что гравитация является особой универсальной силой, и через которые взаимодействуют тела. Но мы предполагаем, иначе. По нашему мнению, гравитация (mg) - это только падение в центр масс, и ничего более.
А само взаимодействие между телами - электромагнитное. После взаимосвязи они двигаются в общем для них электромагнитном поле. И наличие массы (инертности) тел, порождает в системе дополнительные, наблюдаемые нами, механические явления: тяжесть, вращение, падение, сгущение, и т.д. Все это, в конечном итоге, тесно связано с центром масс взаимодействующих тел.

Центры масс, в свою очередь, определяется c соотношением масс.

Если одно из тел слишком массивное, то оно может перетянуть центр масс к себе, и центр масс системы будет находиться внутри него, а остальные будут вращаться вокруг большого тела, создавая иллюзию наличия "гравитационных сил". Назовем такое положение Ньютоновской конфигурацией. Яркий пример тому, наша Солнечная система, и другие подобные планетарные системы (рис.3, а). Так же, как пример, можно взять нас и Землю (рис.3, b). В таких случаях, Ньютоновская формула будет верна.

Но если два взаимодействующих тела по массе равны, или, не слишком сильно отличаются, то центр масс будет располагаться вне этих тел, где-то, между ними. Тогда, они обе будут вращаться вокруг общего центра масс (двойные (кратные) звезды). На каком расстоянии будет центр масс от каждого из них, это уже будет зависит от соотношения их масс. Здесь формула тяготения Ньютона не будет работать корректно, так как расстояние не будет прямая, соединяющая центры этих тел, а будет линия, соединяющая общий центр масс и объектов. Иными словами, отсчет расстояния должен вестись от общего центра масс и до конкретного объекта. Естественно, при таком подходе, расстояние окажется намного меньше, чем по формуле Ньютона, и как следствие, «взаимное притяжение» тел окажется несколько больше. Одним словом, получается, в таких случаях, тела взаимодействуют не напрямую, как предполагает формула Ньютона, а через общего центра масс. Вернее, они оба будут падать к центру масс, к центру равновесия.

Здесь по рисунку видно (рис.4, а), что в этом случае "сила гравитационного притяжения" объектов друг другу будет 4 раза больше, чем по формуле Ньютона. Все другие случаи носят более сложный характер и это будет зависит от местоположения барицентра взаимодействующих тел (рис.4, b).
Такая конфигурация систем не остается постоянной, с течением времени она может изменяться. Так как тела будут постепенно дрейфовать друг к другу, пока в центре масс не упадут друг на друга. Там будет образовываться более массивное тело.

Изменение конфигурации, естественно, требует и изменение описывающих их формул. Ньютоновская конфигурация, и конфигурация, указанная на рис.4 (а), всегда и до последнего момента будет описываться "своими" формулами. Ньютоновская конфигурация - формулой Ньютона F = GMm/R², а конфигурация (рис.4, а), - формулой F = 4GMm/R², (так как, здесь центр масс, до последнего момента, останется равноудаленным от взаимодействующих тел).

А вот конфигурация, указанная на рис.4, (b), со временем может выродиться в стандартно Ньютоновскую конфигурацию, с центром масс внутри большого тела. Это может произойти следующим образом. По мере сближения объектов, центр масс тоже будет смещаться все ближе и ближе к более массивному телу, и рано или поздно, окажется в геометрическом центре большого тела. Тогда, меньшее тело будет на "коротком поводке" у большого, и будет вращаться на очень близком расстоянии от "хозяина". Это будет типичная, Ньютоновская конфигурация и будет описываться формулой Ньютона - F = GMm/R².
Иными словами, значение x, в формуле F = xGMm/R², по мере эволюции системы, будет стремиться к 1 (x =1), и тогда получится формула Ньютона (F = GMm/R²).
А при отходе малого тела от большого, по каким-либо причинам, наоборот, оно будет "тащит" за собой центр масс, и тогда, значение x будет увеличиваться, и "сила" взаимодействия между телами станет больше Ньютоновского.

Таким образом, можно сказать только одно. Что формула тяготения Ньютона, выраженная в привычном нам виде (F = GMm/R²), корректно описывает только один из конфигурационных состояний системы, когда в центре системы находится массивное тело, и все остальные вращаются вокруг него (ньютоновская конфигурация). Во всех других случаях, формула "работает" некорректно и требуются поправки.
Такое положение вызвано тем, что в "небесной механике" недооценивается роль центров масс объектов. Там недостаточно уделяется внимание на местоположение центра масс. А ведь именно их местоположение определяет структурную конфигурацию взаимодействующих тел, а это, в свою очередь, требует соответствующего формульного описания...

Гравитационная постоянная G. Эту постоянную Ньютон получил, деля ускорение Луны на массу Земли, под действием которой Луна получает некоторое ускорение.

G = aR²/M

a - ускорение Луны
R - расстояние Земля/Луна
M - масса Земли
(G = aR²/M, можно получить, и из G = FR²/Mm, где, F /m = a).

И в итоге, получаем постоянную G.
Как видим, постоянная G, ни что иное как ускорение, приходящееся на единицу массы вещества (a/M - удельное ускорение). Т.е., это чисто кинематическая величина. Прояснение этого, как и следовало ожидать, ничего не говорит о природе гравитационных сил. Скорее всего, она говорит о неким "потенциале" центра масс объектов.

Закон обратных квадратов. С, R², стоящий в знаменателе в формуле тяготения Ньютона, тоже не все так просто. Обратные квадраты от расстояний указывают лишь на геометрическую форму источника, и ничего более. Например, освещенность от сферического источника тоже падает по закону обратных квадратов.
В законе Кулона это тоже есть. Ш. Кулон установил закономерности электрического взаимодействия между двумя заряженными шариками. Тогда, зависимость силы взаимодействий от расстояния действительно будет - R². Но если, эти же электрические силы загнать в параллельные проводники, то получим силы Ампера, которые, как известно, убывают не по закону обратных квадратов, а просто обратно пропорционально расстоянию (R). Если этих же зарядов загнать в конденсатор, состоящий из двух пластин, то получим совершенно другое соотношение. Как же так? Природа сил одна и та же, а зависимость от расстояний получили разные, в зависимости от формы источника.
Поэтому однозначно можно сказать, что законы Ньютона, законы Кулона указывают лишь на сферичность источника, и ничего более. Чистая геометрия. Соответственно, отклонение взаимодействующих тел от сферичности приводят к отклонению от закона обратных квадратов. К счастью Ньютона, большинство природных объектов имеют сферическую форму, что является результатом минимизации энергетического состояния телами. Такая закономерность предопределила успех закона всемирного тяготения. Не будь этого, судьба его закона, пожалуй, была бы иной...

Механика или термодинамика. Закон всемирного тяготения была выведена, как уже выше говорилось, из непосредственных наблюдений за явлениями на Земле, из наблюдений за движением Луны, а также из наблюдений за движениями планет вокруг Солнца. Во всех этих явлениях есть одно, объединяющие их, важное обстоятельство. Везде вещество (тела) падают на какое-либо центральное массивное тело. На Земле - это падение тел и предметов на Землю, ускорение Луны в сторону Земли, в Солнечной системе - это наличие ускорения (падения) планет в сторону Солнца. Везде некая невидимая сила тянет объектов в сторону центрального тела, и заставляет их вращаться вокруг него. Такое положение сам Ньютон назвал тяготением (ускорением) тел к центру окружности. И исходя из этих положений он сформулировал свой закон всемирного тяготения. Тяготение, оказалось, пропорционально массам тел, и обратно пропорционально квадрату расстояния до них (F=GMm/R² ).

Причины такого поведения объектов (падения, ускорения) остались невыясненной. Сам закон Ньютона охватывает только часть некоего явления и закон "начинается" тогда, когда некий объект уже связан (взаимосвязан) центральным телом, и он кружась вокруг большого тела, по спирали падает на центральное тело. И, ...все. А вот что происходит до взаимосвязи тел, и что за процессы приводят к такой взаимосвязи тел, остается за кадром.
Чтобы объяснить все это, было изобретено (в буквальном смысле этого слова) и пущено в обиход некие гравитационные (кинематические) силы. Они взяли на себя ответственность за падения и тяготения тел друг к другу. Хотя никто их никогда не "видел" и никогда не наблюдал.

Мой подход, как раз состоит в том, чтобы чуть более шире взглянуть на эти вещи, и попытаться охватить это явление от начала и до конца, и выяснить, что это за явление. Ведь явно чувствуется, что есть некое большое явление, а закон всемирного тяготения "ухватывает" только кусок этого явления. Но, для начала, нужно "утрясти" два очень важных момента:

а), действительно ли вещество падает на центральное тело?
б), что за процессы приводят к взаимосвязи объектов?

При тщательном анализе выясняется, что вещество, оказывается, падает не на центральное тело, а на центр масс системы. Просто при наличие в системе массивного тела, он обычно занимает центральное положение, и являет собой центром масс системы. И отсюда возникает иллюзия, что, как будто мелкие тела и вещество падают на центральное тело. Тогда как, все они падают на центр масс системы. Это четко показывает рассмотрение двойных систем имеющие одинаковые массы, где оба компонента, вращаются вокруг общего центра масс, и, падают туда. Или, рассмотрение групп и ассоциаций звезд, где все звезды тоже вращаются и падают на общий центр масс системы. Вот здесь-то и выясняется, что в взаимосвязанных системах, во всех падениях вещества куда-то "виноват" не центральное тело, а центр масс системы.

Теперь остается выяснить самое главное: каким образом образуются взаимосвязанные системы, и что за процессы приводят к этому? Что заставляет вещество падать на центр масс и сгущаться?
На эти вопросы законы Ньютона не отвечают. Так как они, в основном, описывают только видимую часть какого-то большого процесса: вращение тел по орбите вокруг центрального тела и падение вещества туда. Таким образом, из этого положения можно "выудит" только одно: что, в центре масс происходит сбор и сгущение вещества.

В моем подходе, вот это вращение тел вокруг центра масс и падение вещества к центру масс, рассматривается только как механическая часть более масштабного явления - конденсации. Т.е., вещество собирается и сгущается не посредством каких-то гравитационных сил, а путем, что ни на есть, конденсации и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое (газ, жидкость, твердое тело). Но это происходит в очень больших гигантских масштабах, и в двух словах это выглядит так.
Из-за остывания Вселенной, внутри нее вещество сперва сбивается в огромные туманности, потом фрагментируется на более мелкие локальные облака, а из них уже путем конденсации и фазового перехода вещества, образуются планеты, звезды, и многие другие небесные тела. Естественно, эти процессы, по сравнению с нами, идут чрезвычайно огромных пространственно-временных масштабах, и при этом образуются чрезвычайно гигантские тела. Мы рядом с ними просто микробы (даже, на много порядков меньше). Тут "работает" принцип относительности масштабов: они очень большие, а мы очень маленькие. Только и всего.
Одним словом, все дело тут в нас, в нашем субъективном взгляде на вещи. И в неумении (пока) применять в полной мере, принцип относительности масштабов в изучении окружающего нас мира. Этот мощный инструмент познания, пока у нас недостаточно оценен, и не получил еще достаточного распространения.
Так вот, если здесь, в данном случае, применить принцип относительности масштабов, то получается, что конденсационные процессы они одни и те же: хоть, пар - вода - лед, в наших масштабах, или, облако - жидкость - твердое тело, на больших масштабах. Разницы - никакой.

Мы сами уже живем на поверхности сконденсировавшегося и почти уже остывшего твердого тела. Удобно расположившись на нем, вместе с ним кружимся вокруг массивного центрального тела - Солнца. Кроме нашей Земли, вокруг Солнца вращаются еще несколько крупных планет, и множество, более мелких небесных объектов: астероидов, комет, и разномастной и разношерстной пыли. Вращение всего этого вокруг Солнца, в том числе и наше вместе с Землей - это ни что иное, как процесс конденсации. Это "ход" очень большой конденсации.

Таким образом, находясь на Земле, мы смотрим на все это изнутри. Наблюдаем за перемещениями планет в Солнечной системе, и предполагаем, что планет удерживает на орбите некие силы (гравитационные силы?). А если на это посмотреть с точки зрения конденсационного подхода, да и в придачу снаружи Солнечной системы, то мы увидим излучающую энергию в окружающую среду систему, которая вследствие чего теряет внутреннюю энергию, и постепенно конденсируется. И как результат - сжимается. Тогда становиться понятным, что мы называем гравитацией (изнутри), то со стороны окажется самая что ни на есть простая конденсация с фазовым переходом. И снаружи будет определяться температурой, балансом нагрева и охлаждения (излучения), и … энергетическими параметрами окружающей среды, в которой находится система. В первую очередь температурой. Если температура окружающей среды низкая, то система будет стремиться к относительному равновесию с окружающей ее средой и будет излучать энергию. Вследствие чего охлаждаться, сжиматься и претерпевать фазовый переход. А изнутри системы будет казаться, что всех тел что-то стягивает в единый центр. Но, все это, по сути, всего лишь результат потери телами своей кинетической энергии движения вокруг Солнца, и постепенное падение по спирали в центр масс. В центре масс будет происходит сбор (и сгущение) вещества, и минимизация энергетического состояния.

Таким образом, закон Всемирного тяготения, по сути, является только частью единого масштабного процесса - конденсации. И. Ньютоном был "выхвачен" и описан (количественно), только факт вращения тел вокруг центра масс и падение вещества в центр масс. Остались за кадром причины, приводящие к этому - электромагнитные взаимодействие тел, и возникновение общего центра масс (только потом последует падение). А, по сути, все это единый процесс - процесс конденсации и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое (как из пара - в каплю).

Вообще, лучше, смотреть на мир не с механистических позиции, и выдумывать какие-то абстрактные гравитационные силы, пытаясь "впихивать" весь мир в механические рамки, а с точки зрения термодинамики/статфизики. Они, во всяком случае, более шире и комплексно охватывают природные явления, чем механика, и более предпочтительны на данном этапе познания. Здесь мы, во-первых, имеем дело с энергообменными процессами, что очень важно, так как без них не обходится ни одно движение/изменение, ни один процесс. Во-вторых, имеем дело с понятиями равновесия, которое является одним из самых фундаментальных закономерностей нашего мира. В-третьих, мы можем иметь дело сразу с большой "компанией" объектов: группами, ассоциациями, скоплениями, ансамблями, и т.д.
Формулы же Ньютона, в основном, имеют дело только со "штучными товарами" - один, две, три, и не более. Т.е., они предназначены только для "штучных товаров" (кстати, как и формулы Кулона). Они не могут, или, не совсем корректно описывают поведение множества взаимодействующих объектов. Тут уж, хочешь не хочешь, приходится обратиться "за помощью" к термодинамике и статфизике. Хотя они тоже не без изъянов, имеют вероятностный характер описания, но тем не менее, с их помощью можно более-менее описать поведение сложных систем, и проследить их эволюцию во времени.

Поэтому, когда речь идет о "штуках", то можно применять формулы Ньютона, но когда же речь идет об ансамблях, или, группах объектов, то тут они уже не годятся. Систему, состоящую из тысячи, миллионы, миллиарды объектов, "поштучно" не опишешь, да это и не реально. Тут нужен уже системный подход, в духе термодинамики и статфизики, и необходимо оперировать уже общесистемными параметрами систем (Т, Р, V, плотность, концентрация, энергия, равновесие, и т.д.).
Без них невозможно описывать динамические процессы и эволюцию систем во времени. А в реальной природе, житие-бытие многих систем, в основном, определяются именно термодинамическими и статфизическими параметрами.

Некоторые следствия. Такой подход на гравитацию как на вторичный эффект, позволяет на многие вещи посмотреть иначе, многое переосмыслить по иному. Кратко остановимся на некоторые из них.

Единство масс. Общепринятым считается, что есть инертные и гравитационные массы. Такое деление вызвано, в связи с укоренившимся в обществе мнением, о наличии в природе некоей универсальной силы - гравитации. Одна масса участвует в гравитационных взаимодействиях, а другая - в инерционных явлениях. Мы же исходим из того, что нет такой "универсальной силы", а есть только вторичный механический эффект (mg) при взаимодействии заряженных тел. При этом масса проявляет инертные свойства, и порождает в системе центр масс, центр механического равновесия. Стремление тел к центру масс (mg), к минимизации своего энергетического состояния, нами воспринимается как гравитация. Поэтому можем сказать, что есть только одна масса, отдельной гравитирующей массы нет.

Гравитационные волны. Как уже было сказано, гравитация не представляет собой нечто особое, она - вторичный, чисто механический эффект от взаимодействия заряженных тел. Естественно, она не может быть источником каких - то гравитационных волн. Конечно, при движении Земли вокруг Солнца, да и при движении любых небесных объектов, в зависимости от размеров и масштабов, должны возникать волны. Но, это, скорее всего, не гравитационные волны, а сверхдлинные (сверхсверхдлинные - 10⁸, 10¹⁰, 10¹² м, и более) электромагнитные волны. А отдельных гравитационных волн в природе физически не существуют.

Черные дыры. Многие теоретические модели предсказывают наличие в природе экзотических объектов – черных дыр. Это когда, довольно массивные природные тела, сжимаются под действием собственного гравитационного поля, ниже некоторого предельного радиуса, которого называют радиусом Шварцшильда.
Он определяется по формуле,

R_g = 2GM / c², где, R - радиус ч.д., G - гравитационная постоянная, М – масса тела, с – скорость света.

Для Солнца этот радиус равен 3 км. Т.е., когда наше Солнце со своей нынешней массой (2*10³⁰ кг) сожмется до этого радиуса, то он превратиться в черную дыру. Черная дыра характеризуется тем, что у нее чудовищно большим становится тяготение, ничто, даже свет не может покинуть ее поверхность. Она становится невидимой для постороннего наблюдателя. В ее окрестностях даже пространство и время будут искажены под действием большого тяготения, и будут иметь необычные свойства. Таким образом, согласно этой формуле, должны образоваться весьма необычные тела с довольно экзотическими характеристиками, с которыми прежде никогда не сталкивались. Так ли это, или, не так? Попробуем разобраться.
Вышеприведенная формула исходит из предположения, что гравитация - это самостоятельная и универсальная сила, которая существует в природе. Если исходит из этого, действительно все выглядит вполне правдоподобно. И возможность образования таких тел существует.
Но мы рассматриваем гравитацию не как самостоятельную силу, а рассматриваем ее как небольшая часть конденсационного процесса. Поэтому она занимает подчиненное, вторичное положение, и не может быть «самостоятельной и универсальной». Отсюда, образование любых небесных объектов «не дается на откуп» гравитации. А рассматривается как простой конденсационный процесс, где почти все делается «руками» электромагнитных сил.
Теперь зададимся вопросом. Могут ли при таком подходе образоваться объекты похожие на черных дыр, такими экзотическими свойствами? Можно ответить сразу: нет. Ведь гравитация это просто падение в центр масс, в центр равновесия, и ничего более. Она не сила и насильно никого сжимать не будет.
Вот скажем, вещество сконденсировалось, и образовалось некое массивное тело. Допустим, звезда с массой примерно, 20_мс, (по общепринятому мнению, реальный кандидат в будущем в черные дыры). Теперь она будет стремиться к энергетическому балансу с окружающей средой. Если у нее высокая температура, и высокая внутренняя энергетика (нагрев от высокого давления, ядерные реакции и т.д.), то она будет излучать энергию. Тратя, внутреннюю энергию на излучение, она будет постепенно сжиматься. Дальше, перед ней два возможных варианта развития: либо в какой – то момент, не выдержав, большую интенсивность внутренних ядерных реакции, звезда взрывается полностью, обогащая Вселенную тяжелыми элементами, осколками, метеоритами, пылью (это наиболее вероятностный вариант); либо, когда потухнет внутренний реактор, звезда постепенно будет остывать и сжиматься. Чем меньше будет разница в температуре с окружающей средой, тем меньше она будет излучать. Рано или поздно наступить момент, когда ее температура выровниться со средой, и тогда она почти перестанет излучать. С прекращением излучения перестанет и сжиматься, так как она уже не будет терять внутреннюю энергию на излучение, и внутренняя энергия останется неизменной. Ее температура, ниже температуры среды никогда не опуститься, просто среда не даст этого сделать. Соответственно, говорит, что она будет сжиматься долго и упорно, и уйдет под некий горизонт (радиус Шварцшильда), не приходится. Тем более она совсем невидимой не станет. Да, такой объект трудно будет обнаружить, потому что его излучение будет близок к фоновому (энергетике окружающей среды). Да, если объект очень массивен его «потенциал» центра масс может оказаться чуть повыше, чем у других, но не сильно. Зато у него может оказаться довольно сильные (сверхсильные) электрические и магнитные поля. Но всеравно, никаких экзотических свойств, которыми наделяют различные теории черных дыр, у этого объекта не будет. Поэтому можно сказать, что если даже массивная звезда не закончит свою жизнь взрывом, и дальше будет эволюционировать, то всеравно из нее никакой черной дыры не получится. Получится некий плотный, темный объект с сильными электромагнитными свойствами.
Одним словом, вышеприведенная формула не отражает действительность, а является лишь некоей умозрительной, математической абстракцией, не имеющая никакого физического смысла.

Парадокс Земля - Луна... и Солнце. Если считать, что есть некая гравитационная сила, и посчитать по формуле Ньютона взаимоотношения Луны с Солнцем, когда она находится между Землей и Солнцем, получается, что Луна притягивается Солнцем, примерно, в 2,5 раза сильнее, чем Землей. Как же так? Почему же тогда она не отрывается от Земли, и не становится полноценной планетой Солнечной системы? А все оказывается довольно просто. Нет никакой особой гравитационной силы. Есть только вторичные механические эффекты взаимодействующих тел, которых мы отождествляем с гравитацией. Земля и Луна скреплены электромагнитными силами. Вследствие чего, у них возникает общий центр масс, вокруг которого вращаются Земля и Луна. Центр масс находится внутри Земли, и несколько смещен в сторону Луны. Кроме того, они находятся (и двигаются) в электромагнитном поле Солнца. И из-за этого, кроме своего центра масс Земля/Луна, они имеют еще более обобщенный центр масс - центр масс Солнечной системы. Который, из-за массивности Солнца, находится внутри Солнца. Вот они на пару падают на этот центр масс. Но боковая (орбитальная) скорость движения постоянно сносит их чуточку мимо него, и так они и вращаются вокруг Солнца. Падают они на барицентр (центр масс) сами, а не Солнце их притягивает. Просто Солнце здесь представляет собой центр масс (центр равновесия) Солнечной системы. Будь центр масс в другом месте, падали бы туда, а не на Солнце. Таким образом, хотя гравитационная формула показывает "тяготение" Солнцем Луну, но в самом деле, этого... нет. Потому что, это не тяготение, а... падение.

Конечно, есть реальные факторы могущие оторвать Луну от Земли. Первое: это - приливные эффекты. Но для этого нужно более близко подойти к Солнцу. Тогда, чем ближе будем подходит к Солнцу, тем сильнее будут действовать приливные эффекты, и Луна все дальше и дальше будет отодвигаться от Земли. И, рано или поздно, при дальнейшем приближении к Солнцу, приливные силы вполне могут их развести.
Второе: это - электромагнитные силы. При нынешнем расстоянии Солнце - Земля (150 млн. км.), Солнце не в состоянии разорвать электромагнитную связь между Землей и Луной. Такое будет возможен, если только более близко подойти к Солнцу, где напряжение электромагнитного поля Солнца в состоянии будет разорвать Лунно - Земную взаимосвязь.
И, третье (более фантастичное): если "нагреть" Солнечную систему так, чтобы повысились кинетические энергии движения планет. Тогда они начнут отрываться от Солнца и от друг друга, как молекулы при кипении жидкости.

Мы - конденсаты??? Есть еще одно немаловажное следствие касающиеся нас. Мы привыкли считать, что нас (и все что находится на Земле) удерживает на поверхности планеты гравитация. Но эффект гравитации всего лишь падение к центру масс. Центр масс никого не притягивает, он не есть сила. Тела, потерявшие свою кинетическую энергию движения ниже некоего предела, сами падают в центр масс (конденсируются, минимизируют свое энергетическое состояние). С этой точки зрения мы, и все что находится на планете, уже "упавшие и сконденсировавшиеся" объекты (и сама Земля когда-то образовалась точно таким же путем). Наши кинетические энергии движения на поверхности планеты по отношению к центру масс, ок. 465 м/сек. (вместе вращаемся с планетой), явно недостаточно чтобы "испариться" (улететь) с поверхности Земли. Мы тут находимся, в своего рода, потенциальной яме, вернее сказать, в конденсационной яме, и без дополнительной кинетической энергии нам отсюда не выбраться. Даже для того, чтобы, слегка "высунуться" из этой ямы, нам нужно сообщить как минимум ок. 8 км/сек, а чтобы вообще расстаться с Землей (а по сути, "испариться"), нам нужно сообщить скорость, не менее 12 км/сек. Без этого никакого "испарения" (улета) не будет.
Здесь, несмотря на большие масштабы и участия в нем больших тел (Земля, люди, летательные аппараты), есть все признаки конденсации и испарения. Просто мы привыкли все это называть по-другому: падение, гравитация, улететь, приземлиться, и т.д. А в самом деле, все это, что ни на есть, процессы конденсации и испарения. Например, мы говорим, ракета улетает, а с точки зрения природы, это испарение. Так как она, набрав необходимую кинетическую энергию движения, покидает сконденсировавшуюся среду (Земля). Говорим, метеорит упал, а в действительности он сконденсировался, и стал частью Земли. Т.е., процессы конденсации и испарения происходят, как бы, более укрупненными предметами и объектами, и масштабы другие. А так, это ничем не отличается от конденсации атомов и молекул. Тот же процесс, тот же механизм. И никакой разницы.

Как и везде во Вселенной, в окрестностях Земли, на данном этапе, самопроизвольно идут только процессы конденсации (падение всего на Землю, сбор вещества, минимизация энергетического состояния), а чтобы испариться, нужно затратить энергию. Даже попытка прыгнуть вверх требует затраты энергии. А чтобы, вообще, улететь (испариться) с поверхности Земли нужно иметь для этого необходимую кинетическую энергию.
Это очень похоже на работу выхода из какой-либо системы, какого-нибудь объекта: например, электрона, или, молекулы, из уже сконденсировавшейся среды (твердого, или, жидкого тела). Они тоже смогут оторваться и улететь, если только имеют определенную кинетическую энергию. При меньшей энергии (скорости) они не смогут улететь.
Поэтому, можем сказать, что наша Земля, и все что на ней находится, уже сконденсировавшиеся объекты, и уже сконденсировавшиеся среда.

Находясь на поверхности Земли мы живем на дне электромагнитного океана нашей планеты, мы погружены в него. Это наша среда обитания. Здесь мы, чем-то похожи на донных рыб в океане, которые живут в толще воды, и не замечают воды. Мы тоже не замечаем "нашу воду", спокойно и непринужденно передвигаемся по планете. Таким образом, наш "океан" связывает нас с Землей. Вследствие чего, у нас с ней возникает общий центр масс. Так как масса Земли, по сравнению с нами, просто огромна, то центр равновесия системы "Земля и мы", находится в центре Земли. Поэтому, все что находится на поверхности нашей планеты "падают" на центр масс, но твердая поверхность Земли не пускает, и мы давим на нее. Наше "давление" (вес, P = mg) на поверхность Земли зависит от нашей же скорости перемещения относительно общего центра масс (не относительно поверхности Земли). Чем быстрее будем передвигаться, тем меньше будет наш вес. Этот же эффект будет, если вдруг Земля начнет вращаться быстрее. Тогда возросла бы скорость движения относительно общего центра масс, и все, что находится на планете, разом стали бы намного легче.

Выше мы уже упомянули, что необходимым условием для возникновения эффектов гравитации (падения в центр масс) являются наличие электромагнитных взаимодействий между телами. Без них не бывает гравитации. В условиях конденсации, электромагнитные силы всегда являются союзниками гравитации, с их помощью идет сбор и сгущение вещества.
Для нас здесь особое значение имеют силы межмолекулярного взаимодействия. Особенно интересны нам силы трения и силы поверхностного натяжения (поверхностная энергия). Первые помогают нам держаться на ногах, сохранять грациозную осанку, ходит, бегать, и т.д. Попробуйте-ка бегать по скользкому льду, где трение весьма малое (межмолекулярные силы) и сразу почувствуете разницу. Вашу грациозную осанку никто не заметить и не оценить. Вторые - "мастера" красоты. Уж больно любят всех округлять. Силы поверхностного натяжения стягивают в шар почти всех и вся без разбору. Конечно, когда им никто не мешает. Например, капли дождя, или росы имеют сферическую форму. Град с величиной горох (а иногда, даже и больше) тоже имеет форму шара. Эти же силы действуют и на больших масштабах. Межмолекулярные силы совместно с гравитацией, в конце концов (рано или поздно), "округляют" и масштабных природных тел: планет, звезд, квазаров, и т.д.

Поэтому вполне можем сказать, что на поверхности Земли на нас действуют как стремление к точке общего центра масс (падение, гравитация), так и межмолекулярные силы притяжения ("наши" молекулы и молекулы Земли). На мой взгляд, здесь мы имеем дело с суммарным действием обеих факторов. Одним словом, то, что мы называем сегодня емким термином тяготение, имеет механическую (собственно эффект гравитации mg), и электромагнитную составляющую. Какие у них соотношения между собой, пока нам неизвестны.

Инерция. Рассматривая вопросы гравитации, трудно обойти еще одно весьма распространенное, но окутанное тайной явление - явление инерции. И которое, мне кажется, имеет непосредственное отношение к гравитации.
Мы в каждом шагу сталкиваемся с этим явлением. Когда резко трогается или останавливается транспорт, на нас действует как будто некая сила. При резком движение вперед нас прижимает назад, к спинке кресла, а при резком торможении, или остановке, наоборот, нас влечет вперед по ходу движения. Через некоторое время все проходит, и действие этой силы прекращается. Этому подвержены все тела. В этом схожесть силы инерции и гравитации - они действуют на все тела. Есть и отличия: если гравитация действует, как бы, постоянно, то силы инерции являются более короткодействующими.

В учебниках приводится формулировка инерции, которая не учитывает временную характеристику воздействия этих сил. Так же там не рассматривается причины возникновения инерции, она просто принимается как данность, и формулируется в сильно "усеченным" варианте, и известен как первый закон И.Ньютона.

Он гласит: всякое тело сохраняет состояние относительного покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока внешнее воздействие не изменит это состояние.

Здесь нет начала процесса, из-за чего тело сохраняет покой, или, из-за чего начинается движение. И нет завершение процесса, чем он, в конце концов, завершается. Просто берется срединная часть некоего процесса (когда есть покой, или, когда есть "готовое" движение), и... закон готов. А полный охват процесса от начала до конца нет. Отсюда, вышеприведенная формулировка инерции - это "усеченный" вариант. Из такой формулировки невозможно понять, сколько продолжается инерция и что за причины, в конце концов, приводят к такому явлению.

Сам И.Ньютон объяснял явление инерции, воздействием абсолютного пространства на тела . В тоже время сами тела, не могли оказать воздействие на пространство. А Э.Мах утверждал обратное. По нему, абсолютное пространство к инерции не имеет никакого отношения, а инерция возникает из-за взаимодействия каждого отдельного тела сразу со всеми остальными массами во Вселенной. Если бы в мире не было других масс, говорил Э.Мах, то у изолированного тела не было бы инерции. Это он говорил в противовес И.Ньютону, по мнению которого, изолированное тело всеравно обладало бы инерцией, вследствие воздействия абсолютного пространства.

Мы же попробуем подойти к этому вопросу чуть иначе. Известно, что любое макротело состоит из множества атомов и молекул, то есть дискретно. Каждый атом, каждая молекула пока сохраняет обособленность, имеет внутреннюю точку равновесия. И когда они объединяются, образуя макротело, у них возникает вдобавок еще общий центр масс.

Если такое макротело вдруг приходит в движение, или же резко останавливается, то на какой-то момент внутренняя точка равновесия тела (системы) оказывается смещенной. Чтобы она водрузилась, на прежнее законное место требуется время. За это время, тело (система) оказывается неустойчивом положение, и через некоторое время все приходит в норму. Как видим, по "поведению" очень похоже на инерцию. Инерция "ведет себя" точно так же. Может быть суть инерции в этом? Если это так, то выходит, что механизм инерции связан с точкой механического равновесия системы.
Отсюда явно следует, что при смещении точки равновесия системы, самопроизвольно возникает движущая сила (энергия), стремящиеся восстановить равновесное положение. С восстановлением равновесия сила исчезает. Получается, что инерция (инерционное движение) - это не вечное движение, а движение, продолжающееся от равновесия к равновесию. А инертность тела/системы, выглядит как "упорная попытка" сохранить своего равновесного положения.

При таком подходе, нетрудно видеть, что чем массивнее тело, тем больше нужна сила, чтобы вывести его из равновесного положения. А также нужно будет больше времени, чтобы тело восстановило нарушенное равновесие. Также видно, что чем резче будет изменение скорости, тем сильнее будет смещение точки равновесия. Поэтому естественно, предположить, что инерция зависит от массы и от скорости изменения движения (ускорения).

Получается, что схожесть гравитации и инерции не только в том, что они действуют на все тела, но и оба связаны с точкой механического равновесия системы. И связаны с явлениями нарушения/восстановления равновесного положения. Поэтому, здесь, совсем нелишне будет высказать еще более крамольную мысль: что они... одно и то же. Они имеют одну и ту же природу, и один тот же механизм. Только, если понятие инерции, в большинстве случаев, мы привыкли применять, к движущимся телам и системам небольшого масштаба (шарики, велосипеды, кирпичи, люди, и т.д.), и при их невертикальном движении относительно поверхности Земли, то понятие гравитации, в основном, применяем для больших тел и больших масштабов (планеты, звезды, космические тела).

Если это так, то можем сказать, что в случае инерции, тело восстанавливает смещенное равновесие и это занимает небольшое время. С восстановлением равновесия, действие инерционных сил прекращаются. А в случае гравитации это происходит в очень больших, гигантских масштабах, и сам затяжной процесс стремления к равновесию, нами воспринимается как тяготение.

Отсюда, гравитация действует как бы "вечно", а "жизнь" инерции коротка. Разница только в пространственных и временных масштабах.

Вдобавок, есть тут некоторые нюансы. Дело в том, что если на пути движения к равновесию возникает барьер, то тело будет давить на это поверхность. Появляется давление (P = ma) на эту поверхность. Так происходит при резком "дергании" транспорта, когда вас прижимает к спинке кресла. После восстановления равновесия "неведомая сила" исчезает.
Или же, появляется понятие веса (P = mg). Это вообщем-то, то же самое, как в вышеприведенном примере (дело не в терминах, дело в сути). Находясь на Земной поверхности, мы так же пытаемся восстановить равновесие, упасть (двигаться) к общему центру масс системы "Земля и мы". Но барьером на пути стоит твердая поверхность Земли и мы "вечно" давим на нее. Она нас туда не пускает, и поэтому мы здесь, по сути, находимся в неравновесном положении ("прижатым к поверхности"). Не будь этой, твердой поверхности, мы бы упали в центр масс, и расположились бы там, и достигли бы равновесного положения. И не почувствовали бы там ни гравитации, ни инерции...
Но, стоит только нам, по каким-либо причинам, отодвинуться от этой точки, то сразу же появиться гравитация (mg), и на нас будет действовать некая сила направленная в сторону центра масс.

Поэтому можем сказать, что в природе инерции нет участия абсолютного пространства как предполагал И.Ньютон, так же не воздействие всей массы Вселенной на конкретное тело является причиной инерции, как полагал Э.Мах., а она связана с наличием точек механического равновесия каждой конкретной обособленной системы. Если же сказать более конкретно, то любая система, сама же является носителем причины инерции, но она явно проявляется только при взаимодействиях, когда происходит смещение точки равновесия.

Резюме. Таким образом, инерция и гравитация имеют одну и ту же природу. И она связана с центром масс, центром равновесия системы. Смещение центра масс (барицентра), или смещение самого тела от центра масс, приводит к самопроизвольному возникновению движущей силы (энергии), которая стремиться восстановить равновесное положение. В наших масштабах восстановление равновесия происходит довольно быстро, и с его восстановлением действие этой силы прекращается. Мы это называем инерцией. А в случае же гравитации, это происходит в гигантских, космических масштабах и с участием больших тел. Там тоже образуются общие центры масс (барицентры), которые оказываются смещенными, в отношении взаимодействующих тел. И затяжной процесс по времени стремление к центру масс, к центру равновесия, к минимизации энергетического состояния, нами воспринимается как тяготение.

Все это, по большей части, механические явления, и само собой не происходят. Чтобы они проявились, нужны действующие силы, взаимодействия. Если с инерцией источник силы более - менее понятен, и часто находится перед глазами (толкнул, дернул, пнул, и т.д.), то с гравитацией не все так просто. Мы же не можем сказать, что на больших масштабах тоже кто-то толкает, дергает, возмущает, и т.д. Значит, там это происходит естественным путем, и какие-то процессы приводят к этому. Одним словом, даже из этих вопросов становится ясным, то что мы называем гравитацией, это нечто вторичное. Это только механическая часть некоего более объемного процесса, который нами не охватывается целиком. А если охватить этот процесс целиком, то оказывается, что это только небольшая, видимая часть конденсационного процесса, которая "лежит" на поверхности. Другие части конденсационного процесса не сразу бросаются в глаза, и они находятся, как бы, в тени. Это - электромагнитные взаимодействия тел, и образование центра масс. И только потом идет падение вещества к центру масс (эффект гравитации). В центре масс происходит слияние и сгущение вещества, (а также фазовый переход), и образование более крупных тел. Все это вкупе представляет собой конденсационный процесс, где главной "целью" вещества является минимизация энергетического состояния. Таким образом, если все эти "части", факторы (процессы) расположить по ранжиру, то получается, что главенствующим здесь является минимизация энергетического состояния. А это делается, в основном, "руками" электромагнитных сил. Механическая же часть (падение, гравитация mg) играет только второстепенную роль. Эффект гравитации "рождается" и находится, как бы, внутри конденсационного процесса.

Одним словом, гравитация перестает быть фундаментальной силой, превратившись во вторичный эффект. Не она управляет миром, как принято считать, и не она диктует "моду" в нашем мире. Не она будет определять будущее Вселенной, как представляют многие существующие теории. На данном этапе развития нашей Вселенной "моду" диктует падение внутренней энергии Вселенной, остывание Вселенной. Именно остывание на таком глобальном уровне все диктует и все "тащит", и заставляет вещество многократно менять свое агрегатное состояние, и предстать перед нами в различных "обличьях": в виде атомов, молекул, планет, звезд, галактик, и т.д. По большому счету, и сама эволюция Вселенной представляет собой, ни что иное, как чередующейся друг за другом смена агрегатного состояния вещества. И, таким образом, со временем во Вселенной создаются иерархические уровни организации вещества. Все это результат "работы" метаконденсационных процессов.

Поэтому, раз мы живем в такой остывающей Вселенной, на все происходящие в природе процессы, мы должны смотреть с позиции конденсационной точки зрения. Истолковывать все это с позиции конденсационного подхода (а не гравитационного, механического). Ведь, по сути, конденсация более широкое, объемное и многокомпонентное явление, охватывающая в себя, и гравитацию, и электромагнетизм. И в придачу требует операции с энергетическими параметрами систем. Это очень важно. Так как в природе все явления: движение, изменение, различные процессы, происходят, в первую очередь, через энергообменные процессы. Они занимают центральное положение.

Поэтому, мне кажется, более перспективно описывать поведение природных систем через энергетические характеристики (например, потенциальные и кинетические энергии, балансы энергий, температура, давление, и т.д.), а не через силовые характеристики. Тем более, что гравитация не представляет собой самостоятельную силу, а является лишь небольшой частью конденсационного процесса. А конденсационные процессы, как известно, связаны с взаимоотношениями энергетических параметров систем: между собой и окружающей их средой. Таким образом, именно взаимоотношения энергетических параметров имеют высший приоритет в нашем мире.

 Copyright ©  Anaksagor Kanz,    20 мая  2002 г.    г.Уфа

ЛИТЕРАТУРА

И.Пригожин, И.Стингерс,              Порядок из Хаоса М.«Эдиториал УРСС», 2001

В.Ф.Дмитриева, В.Л.Прокофьев,   Основы физики    М.«Высшая школа», 2001  

И.Г.Власова,                                    Физика М.«Слово», 1998

Г.Я.Мякишев, А.З. Синяков,          Молекулярная физика  М.«Дрофа», 2001

П. Девис,                                          Суперсила, М. «Мир», 1989

М. Клайн,                                         Математика-поиск истины, М. «Мир», 1988

И. Николсон,                                    Тяготение, черные дыры и Вселенная, «Мир»,1983

П.И.Бакулин, Э.В.Кононович, В.И.Мороз,   Курс общей астрономии, 1983