Я скажу вам нечто, не укладывающееся ни в какие рамки. Я сообщу вам неприятнейшее известие - материя не обладает массой. Вообще. Ни гравитационной, ни инерционной. Никакой.
Как я писал в одной из своих статей, http://www.spacephys.ru/teoriya-vsego-na-odnoi-stranitse гравитацонное поле - это поле образованное одновременно электрическими зарядами разных знаков. Оно потенциально, следовательно, так же, как и электрические, подчиняется закону обратных квадратов. То есть тела притягиваются друг к другу, тем сильнее, чем ближе они находятся. Человек, например, притягивается к Земле, с силой 700Н или 70 кГ, потому что он находится на поверхности, в непосредственном контакте. Если его поднимать вверх, вес его будет уменьшаться по закону обратных квадратов. Так как закон обратных квадратов, хорошо выполняется только для точечных тел, то есть, на расстояниях, не сравнимых с их размерами, то на высотах сравнимых с размерами Земли, вес, будет убывать очень медленно. На вершине Эвереста, например, уменьшение веса, будет очень незначительным. И только на расстояниях более 20-30 тыс. километров, его уменьшение станет хорошо заметным.
Материя обладает только весом, который определяется силой притяжения тел друг к другу. Или, выражаясь более научным языком, вес тела определяется его положением в гравитационном поле другого тела. Или еще точнее, вес тела определяется потенциалом точки гравитационного поля, в которой он находится.
Что бы не быть голословным, посмотрим, что нам говорит закон всемирного тяготения Ньютона. В общем виде он звучит так: сила притяжения между телами прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. О гравитационной постоянной во времена Ньютона еще не знали. В то время в ней не было еще особой необходимости.
Что такое квадрат расстояния, понятно. Это просто площадь. По закону обратных квадратов изменяются, не только силы притяжения, но и другие величины. Например, площадь сечения телесного угла, освещенность, растекание потенциала, от точки касания оборванного высоковольтного провода с землей (шаговое напряжение)... Это универсальный закон взаимодействий в полярной системе координат, в которой и существует вселенная.
А кто знает, что такое произведение масс? И почему именно произведение, а не сумма. Ни за что не догадаетесь.
Если мы имеем два кирпича, по 3 кГ каждый то, по закону всемирного тяготения, и по логике Ньютона, каждый килограмм одного кирпича притягивает каждый килограмм другого кирпича по отдельности, вот и получается, что на расстоянии одного метра, они должны притягиваться с силой 9 кГ.
Если бы в числителе фигурировала сумма масс, тогда это было бы, более менее понятно. Если каждый кирпич весит 3 кГ, то первокласснику ясно, что общий вес будет 6 кГ. Но, оказывается, должно быть произведение. Может быть это определено эмпирическим путем? Да как бы не так.
Ньютон считал, что каждый атом одного тела притягивает каждый атом другого тела с одинаковой силой. И это несмотря на то, что расстояния, и соответственно силы притяжения между ними, различаются в миллиарды раз. http://www.spacephys.ru/chernye-dyry-kak-bred-sivoi-kobyly И никто особо в этом не усомнился. Потому что это - Ньютон! Все сразу же согласились. А Кавендиш, так тот вообще подсуетился, и даже доказал это экспериментально.
Он построил специальный прибор, оснащенный крутильными весами, где на упругой нити были подвешены два пробных тела, к которым медленно приближали два полуторастакилограммовых груза. На некотором расстоянии, пробные тела должны были начать притягиваться к болванкам, закручивая нить на определенный угол, по которому и определялась сила притяжения.
Прибор был прост до гениальности и, главное, дешев, его могла бы иметь каждая школа, не говоря уж об институтах. И тогда студенты могли бы "пощупать" гравитацию своими собственными руками. Но несмотря на это прибор существует в единственном экземпляре, и валяется где-то, то ли в пыльном подвале Лувра, то ли в каком-то музее в Англии. Причина этого банальна - прибор не работает. И никогда не работал.
Результаты опыта Кавендиш просто подогнал. Не потому что гравитации не существует, а просто потому, что силы притяжения болванок обнаружить невозможно - настолько они ничтожны. Несмотря на то, что все атомы пробных тел притягиваются ко всем, без исключения, атомам болванок. Однако, невозможно обнаружить не только силы притяжения стапятидесятиклограммовых болванок, но и даже силы притяжения горных хребтов, содержащих сотни миллионов тонн скальных пород, которые должны бы были отклонять отвес от вертикального положения. И все это из-за пресловутого закона обратных квадратов.
А силу притяжения Земли к Солнцу измерить не представляется возможным, вообще. Таких динамометров даже китайцы пока не выпускают. Поэтому все цифры были получены методом научного тыка. Кавендиш, конечно, знал , какие результаты нужно получить. И он их получил.
Собственно говоря для этого и понадобился некий коэффициент, названый в последствии гравитационной постоянной. Физический смысл этой постоянной, весьма туманен. Это такая бесконечная дробь, которую приходится бесконечно уточнять и корректировать. Эту мировую константу, якобы предсказал сам Ньютон. Хотя Ньютон просто пытался вычислить среднюю плотность Земли, которая у него получилась примерно раз в 6 выше плотности воды. Вот от этой цифры Кавендиш и плясал.
Силы притяжения болванок, конечно же, можно обнаружить. Только на расстоянии, ну скажем, в тысячу диаметров атома от их поверхности. Да и только в том случае, если бы не мешало притяжение Земли, на фоне которого, эти силы незаметны.
Вот поэтому, даже и не важно, произведение или сумма масс фигурирует в числителе. Масса на больших расстояниях вообще не играет никакой роли. И числитель вообще можно заменить единицей. Смысл формулы от этого станет только проще и понятней.
В силу третьего закона Ньютона, Солнце притягивает землю с той же силой, с какой Земля притягивает Солнце. Другими словами, Земля в поле тяготения Солнца весит столько же, сколько Солнце весит в поле тяготения Земли. Если кто не верит, пусть попробует определить из этой формулы, чему равны массы взаимодействующих тел. Выразите их через силу притяжения...
На таком огромном расстоянии от Солнца, наша планета, в его поле тяготения, практически, не весит ничего. А теперь представьте силы, с которыми притягиваются галактики на таких немыслимых расстояниях. Да они даже не догадываются о существовании друг друга. Вот поэтому газы, истекающие из звезд, расталкивают их в разные стороны со, все возрастающей скоростью, обеспечивая, таким образом, красное смещение...
Следовательно, материя не имеет вообще никакой массы, а имеет только вес, определяемый силами притяжения.
Основным возражением против этого служит утверждение, что космонавты на спутнике земли, находящиеся в невесомости, при перемещении груза, ощущают его тяжесть (инерционную массу). Утверждение это основано на непонимании механизма потери веса.
Спутник вместе с космонавтом находятся в состоянии свободного падения, несколько отличающемся от падения в оторвавшемся лифте. То есть он участвует одновременно в двух движениях - движении по касательной с первой космической скоростью 7,8 км /сек, и падении к центру земли, с ускорением, примерно 9,5 м/сек за сек. Если сложить их векторы, результирующий вектор будет, в каждый момент времени, направлен вдоль окружности орбиты. Следовательно, положение спутника в гравитационном поле не изменяется, потому что он движется по практически эквипотенциальной траектории.
То есть радиус орбиты и потенциал его постоянен. При попытке изменить положение тела, возникает разность гравитационных потенциалов между старым и новым положением тела, в результате которой возникает сила, стремящаяся вернуть тело на прежнее место. Что и ощущается как тяжесть, или как инерционная масса.
Собственно говоря, это и есть объяснение механизма инерции. Автомобиль, например, двигаясь с постоянной скоростью, по ровной прямолинейной дороге, по сути, движется по эквипотенциальной сфере, где равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль, равна нулю. И любое действие рулем или педалью газа, приводит к изменению гравитационного потенциала. Возникает разность потенциалов, которая определяется углом между вектором силы и дугой, по которой движется тело, в результате которой и возникает сила, стремящаяся возвратить автомобиль на прежнее место. Это и есть инерция...
На расстояниях сравнимых с размерами земного шара, примерно до высоты 1,5 - 3 тысяч километров, гравитационный потенциал поля тяготения Земли изменяется довольно быстро и почти линейно. Поэтому даже небольшое изменение положения тела, приводит к возникновению заметной разности потенциалов, что ощущается как довольно большая тяжесть.
На б0льших расстояниях, порядка 20 - 30 тысяч километров от Земли, изменение гравитационного потенциала происходит медленнее, поэтому аналогичное изменение положения тела, приводит к возникновению меньшей разности потенциалов, что приводит к ощущению гораздо меньшей тяжести. Подтвердить это можно простым опытом. Нужно поднять обычные наручные механические часы с балансом на высокую, геостационарную орбиту. Так как вес (масса) баланса уменьшится, а упругость волоска останется прежней, часы сильно "убегут" вперед.
На Луне, например, при отсутствии сопротивления воздуха и уменьшенном весе, и при сохранении неизменной мышечной силы, движения космонавтов станут более резкими и быстрыми, и первая же настоящая лунная видеосъемка похоронит все лунные достижения Аполлонов. Заблуждения, таким образом, сыграли злую шутку над американцами...
В связи с этим, на одном из форумов была высказана мысль, что если космический корабль вдали от тяготеющих тел практически ничего не весит, значит появляется возможность, путешествовать по вселенной на огромные расстояния, имея небольшой запас топлива, разгоняя корабль до огромных скоростей. Мысль очень заманчива. Но это только на первый взгляд. Дело в том, что рабочее тело реактивного двигателя, так же ничего не будет весить, а закон сохранения импульса пока никто не отменил.
Как говорят справочники, масса Земли составляет 6 секстиллионов тонн. Эта цифра может поразить воображение обывателя, хотя на самом деле она ни о чем не говорит. Как я писал выше, Ньютон определил плотность земли в 6 раз больше плотности воды. Один кубометр земного грунта весит 6 тонн. Умножив эту цифру на объем земного шара получим его вес. Это вес Земного шара в собственном гравитационном поле. ..
Давайте теперь представим, какая центробежная си сила действовала бы на веревочку, если бы Земля была привязана к Солнцу, двигаясь со скоростью 30 км/сек, на радиусе в 150 миллионов километров. Представили? А теперь представьте, что было, если бы веревочка оборвалась. Она бы улетела в открытый космос по касательной. И никакая сила притяжения на таком расстоянии от Солнца, ее не удержала бы. А все, что на ней находилось, улетело бы еще раньше...
Однако Земля, миллиарды лет спокойно вращается вокруг Солнца, и не думает никуда улетать. А все потому, что Земля в гравитационном поле Солнца, практически, ничего не весит, и следовательно никакой массы не имеет, а движется по орбите благодаря волновому взаимодействию с гравитационным полем Солнца. Механизм этого взаимодействия описан в статье http://www.spacephys.ru/teoriya-vsego-na-odnoi-stranitse .
А теперь вернемся на нашу грешную Землю. Земля вращается вокруг своей оси, и каждая точка поверхности на экваторе, движется по окружности со скоростью 1500 км /час. Центробежная сила, действующая на объекты, находящиеся на поверхности Земли, лишь слегка ослабляет силу притяжения Земли, и ее можно определить по разнице в весе предметов, на экваторе и на полюсе. И эта разница составляет всего лишь полпроцента.
Такая мизерная центробежная сила, ну никак не может сплюснуть твердую Землю с полюсов. Сплюснутость появилась много миллиардов лет назад, когда Земля еще представляла собой полужидкую каплю, образовавшуюся из взорвавшейся оболочки Солнца. Об этом написано в статье. http://www.spacephys.ru/obrazovanie-planet-i-zvezd .
Движение планет по орбитам обусловлено волновыми взаимодействиями с гравитационным полем Солнца. Планета двигаясь в гравитационном поле, возбуждает в нем упругую волну, скорость которой, зависит от напряженности поля в данной точке. Волна со стороны Солнца испытывает большее сопротивление, чем волна со стороны открытого космоса, в результате чего возникает отклоняющий момент, заставляющий планету двигаться по окружности.
Луна, двигаясь вокруг Земли, так же возбуждает волны в гравитационном поле Земли. Эти гравитационные волны слегка раскачивают Землю, в результате чего возникают приливы. Вода в океанах колеблется, как вода в тазике при его покачивании. В разных океанах приливные волны не совпадают с движением Луны и высоты приливов в них, различны...