Спешу извиниться перед читателями по поводу досадного недоразумения, возникшего в первой части произведения, "Гравитация. Fantazy и реальность", которое выразилось в том, что, от излишней самоуверенности автора, в ней, "наглым образом", попутана нумерация законов Исаака Ньютона. Заскок мысли.
В общедоступной литературе и учебниках эти Великие законы располагаются в следующем порядке:
Первый закон - закон инерции;
Второй закон - закон ускорения;
Третий закон - закон о действии и противодействии;
Закон Всемирного тяготения.
Причина возникновения этого недоразумения конечно есть, потому, что, "на всё есть причина". Но она имеет "детский характер", и оправданием быть не может.
"Виноват - исправлюсь".
"Попутаны местами" третий закон Исаака Ньютона, и его закон Всемирного тяготения. Чтобы это недоразумение "пресечь в корне", и, чтобы эта "путаница" не усугублялась, и не возникало разночтений между первой и второй книгами, во второй части произведения, "Гравитация. Великое противостояние", два последние закона Исаака Ньютона приводятся только по их наименованию, без нумерации.
Вот как они "озвучены" у уважаемых мною авторов, Надежды Николаевны Евграфовой и Виктора Львовича Кагана, в их учебнике "Курс физики" (см. список литературы).
(Цитаты из указанного учебника)
Третий закон Ньютона
В природе не встречается одностороннее действие одного тела на другое. Действия тел друг на друга взаимны - это взаимодействия. Экспериментально установлено (что можно подтвердить прямыми измерениями):
"Действию всегда есть противодействия, иначе, взаимодействия тел друг на друга всегда равны по величине и противоположно направлены" (Ньютон). Это и есть третий закон Ньютона: силы, возникающие при взаимодействии тел, равны по модулю, противоположны по направлению и приложены к разным телам.
(Конец цитаты).
По мнению автора, из этого закона выводятся ВСЕ законы сохранения. ВСЕ!
Закон Всемирного тяготения.
В указанном учебнике, в силу его специфики, как пособия для абитуриентов, нет специального "параграфа", посвящённого этому закону. Кроме того, здесь он и не "пронумерован", т. е. стоит "отдельно от других".
Закон Всемирного тяготения рассматривается в § 2.4. "Типы сил", в контексте с другими "явлениями природы", для которых приведена классификация взаимодействий, приводящих к появлению силы. Мы уже знаем, что сила, "она и есть сила". Она инвариантна, и не зависит от явления, которым вызвана. От явления зависит только её величина, точка приложения, и направленность. Всё это, в общем случае, величины переменные. Немножко, "для ясности", процитируем указанный учебник "на эту тему". (Цитаты):
В современной физике различают взаимодействия гравитационные, электромагнитные, сильные (ядерные) и слабые (в физике элементарных частиц). В механике рассматриваются силы гравитационные, упругости, трения. Два последних типа сил имеют электромагнитную природу.
Гравитационные силы. Силы тяготения являются частным случаем полевых сил, действующих между телами, удалёнными друг от друга. Первоначально предполагалось, что такие тела взаимодействуют на расстоянии, и взаимодействие передаётся через разделяющее их пространство мгновенно (теория дальнодействия).
Со времён Фарадея считается правильной теория близкодействия, по которой взаимодействие (изменение свойств пространства) передаётся от какой либо точки только соседним, бесконечно близким точкам и с конечной скоростью. Материальная среда, посредством которой осуществляется взаимодействие, называется соответствующим полем. Известны поля гравитационные, электромагнитные, ядерных сил. Источниками любых полей являются тела. Фактически, тела взаимодействуют своими полями.
(Конец цитирования этого контекста и начало цитирования следующего):
Ньютон математически вывел, что движение планет в соответствии с законами Кеплера может происходить только под действием сил, пропорциональных их массам и обратно пропорциональных квадратам расстояний до центра тяготения.
Такое же соотношение Ньютон получил для сил, действующих на Луну и тела, находящиеся на Земле. Следовательно, любые две материальные точки притягиваются прямо пропорционально произведению их масс, обратно пропорционально квадрату расстояния между ними и направленными по линии, соединяющей материальные точки (закон всемирного тяготения).
........
О природе сил тяготения мы и сегодня знаем почти так же мало, как и во времена Ньютона.
(И т. д. Конец цитирования).
В заключение приведу ещё один "нонсенс", имеющий место быть в данном произведении.
Это исследование проводится в режиме реального времени. То есть, по мере "настукивания" на клавиатуре.
Поэтому, некоторые последующие тексты могут содержать некоторые несоответствия с предыдущими, иногда и принципиального характера. Пусть это останется "литературным приёмом", демонстрирующим возможности среднего ума в процессе поиска "истины", которая в наших "потугах" не особенно и нуждается.
В ней нуждаемся мы, хотя она нам и не достижима в принципе.
Кроме того.
В силу "вольности изложения", указанная работа не представляет никакого интереса для профессиональных учёных.
С уважением к читателям.
(Автор).
Гравитация.
Посвящается 280 годовщине памяти Великого Человека и
Великого Учёного, Исаака Ньютона,подарившего нам
Космос, Вселенную и Мироздание.
ВЕЛИКОЕ ПРОТИВОСТОЯНИЕ.
Часть вторая.
Дополнение к главе "Гравитация, "чёрные дыры" и
Вселенная".
(Или соответствующая самостоятельная глава второй части сочинения).
Дополнение относится к авторскому выводу о том, что гравитационную "чёрную дыру" в устойчивом состоянии удерживает потенциальная энергия гравитирующей массы её вещества. Этот вывод был сделан в результате формального анализа математической формулы, обосновывающей образование "чёрной дыры" шварцшильдового типа в авторской интерпретации устойчивости такого образования материи. Вспомним. (Цитата; стр. 69, ч.1)
GMM / r ™ МС «,где справа, находится полная энергия массы М вещества, заключённого в объёме "чёрной дыры", вычисляемая по знаменитой формуле? = mС «. А слева то, что эту энергию в этот объём заключает (консервирует), так как её превышает. Естественно, что это тоже энергия. И если принять во внимание, чтоG, это гравитационная постоянная из (третьего) закона Исаака Ньютона(закона Всемирного тяготения), то это обыкновенная потенциальная энергия вещества с массой М, в гравитационном пространстве массы М (собственного изготовления), в пределах радиусаr между фрагментами этой массы.
И ещё.
Более грамотные вычисления возможной величины гравитационной энергии всего тела "чёрной дыры" с массой М, имеющего равномерно распределённую в объёме плотность вещества (материи), дают суммарную энергию такого тела больше, чем только гравитационная потенциальная энергия его массы. Но, последняя, соответствует нашему "чуть-чуть вольному толкованию", в точности.(Стр.70, ч. 1. Конец цитирований).
Чтобы не нарушать простоту изложения ранее написанного текста по этому вопросу, а также увидеть, к чему это приведёт, произведём это "более грамотное" вычисление для средней плотности вещества, которое соответствует нашей Вселенной, используя имеющиеся у нас для этого данные.
Зная среднюю плотность вещества в модели нашей Вселенной по Якову Борисовичу Зельдовичу, определим напряжённость и потенциал такого поля гравитации, по аналогии с полем электрическим. Готовый вывод для электрического поля выглядит просто:
divE = ?е / ?о , где : ?е - это объёмная плотность электрических зарядов, равномерно распределённых по объёму пространства, (Кулон / м?); а ?о = 8,85418782" 10??? (Фарада/м) - диэлектрическая проницаемость этого равномерно заряженного вакуум пространства. Размерность этой скалярной величины, divE (дивиргенция Е), имеет следующее значение:
DIM ? е / ?о= (Кулон / м?)/(Фарада/м) =
= (К / м?)/(К/Вольт " м) = Вольт/м?.
Исходя из того, что количество силовых линий, исходящее из заключённого в каком то замкнутом объёме электрического заряда имеет размерность Вольт " м , то размерность divE обозначает, сколько этих силовых линий выходит из объёма, имеющего равномерно рассредоточенный электрический заряд. То есть, чем больше заряженный объём, тем больше силовых линий из него и выходит. (Вольт " м)/ м?.
Кроме того. Мы прекрасно помним, что Е, напряжённость электрического поля, величина векторная, как и сила, которую она вызывает. Векторная, это значит, что своим действием она направлена в пространстве в какую то сторону. Об этом говорит и её размерность в системе единиц СИ: Вольт / метр. В таком случае, размерность величины divE: Вольт/м? - говорит о том, что это величина, также направленная своим действием в пространстве, векторная "вдвойне". То есть, направленная во все стороны, как силовые линии электрического поля у одиночного электрического заряда, например протона, или электрона. Но, если, у одиночного электрического заряда, напряжённость электрического поля, как "густота" силовых линий в пространстве, убывает пропорционально квадрату расстояния от центра заряда, то для равномерно заряженного объёма пространства, с плотностью зарядов в Кулонах на метр?, div Е, как напряжённость электрического поля, направленного в пространстве "на все четыре стороны", в каждой точке такого пространства имеет постоянное значение, или постоянную размерность, координату.
(Прим.: "Если нет направления, это скаляр").
divE = ?е / ?о , как образованная постоянными величинами, или точнее, двумя постоянными размерностями такого пространства,?еи?о , которые создают третью постоянную по величине размерность divE, в дополнение к трём геометрическим размерностям Декартова пространства в идеальном случае. К чему должно стремиться такое шести мерное идеализированное пространство, мы рассмотрим далее.
По другому, что такое дивергенция div Е, нам будет проще понять в нашей формуле (третьего) закона Исаака Ньютона, для вычисления силы взаимодействия F (в Ньютонах), в интерпретации, с применением понятия гравитационной проницаемости пространства, Дзета нулевая, ?о = 1,347055 " 10?? (кг/ м).
F = G M m / r ?= (M " С?/? о "r?) в m , где:
G = 6,6720 " 10??? ( Н " м?/ кг?), гравитационная постоянная;
С = 2,99792458 " 10? (м/сек), скорость света;
M и m , гравитационно взаимодействующие массы (в кг),
находящиеся на расстоянии r (в метрах) друг от друга.
В качестве величины, эквивалентной объёмной плотности заряда поля электрического, в гравитационном поле у нас, формально, выступает полная энергия массы вещества M, делённая на занимаемый им объём V , поле гравитационное и создающая, то есть:
?г =M С?/ V , где:
M / V, средняя плотность ? вещества массы M в занимаемом им объёмеV.
Для нашей Вселенной она у нас была:
При средней плотности вещества нашей Вселенной величиной:? ? 0,07073553 " 10џ?? (кг/м?).
В таком случае, в единице объёма нашей Вселенной, заключена следующая полная усреднённая энергия её вещества:
?г = ? С? =
= 0,07073553 в 10џ??(кг/м?) в (2,99792458 " 10? (м/сек)) =
= 0.63573924 " 10?Љ?(кг/ м "сек?) =
= 0.63573924 " 10?Љ? (Дж / м?).
divW = ? С?/ ?о, где: W - принятый нами символ для обозначения напряжённости гравитационного "поля", с размерностью (Дж/кг)/м, или (Ньютон/кг), или (метр/ сек?).
divW= 0.63573924 " 10?Љ? (кг/ м "сек?)/1,347055 " 10?? (кг/ м) = 0.4719475 " 10???(1/ сек?).
Это ускорение, с которым равномерно распределённое в объёме пространства вещество, имеющее плотность
? ? 0,07073553 " 10џ?? (кг/м?), гравитационно "стягивается в точку".
" Взаимопритяжение" вещества нашей Вселенной.
Например. Если принять официально признанный наукой радиус нашей Вселенной за величину r = 1,5 " 10??(метра), то при таком вычислении её "периферия" будет стремиться к своему центру с ускорением:
W= divWв r = 0.4719475 " 10???(1/ сек?) в 1,5 " 10??(м) = 0.70792125 " 10?ЉЉ (м / сек?).
Но только в том случае, если равномерно распределённое в пространстве вещество не "обрывается" на "границе" радиуса нашей Вселенной, а продолжается дальше в бесконечность. А поскольку в природе ничего бесконечного быть не может, то "наше" пространственно распределённое вещество, в конце концов, образует из себя "чёрную дыру", характеристики которой приведены в главе, для которой и делается это "уточнение" (или продолжение второй части сочинения).
Вспомним подобную величину из нашего предыдущего текста: (Цитата; стр. 73, ч. 1).
Осталось узнать, какая напряжённость "гравитационного поля" могла бы быть на границе нашей Вселенной, если бы её веществу удалось бы "организоваться" в "чёрную дыру".
g м ™ 2 С- ?- G -?/- 3 ™ 2в 2,99792458 " 10?в
в 0,3850541"10???/ 1,73205 ™
™1,333"10???(м/сек?). Или 1,333 е (ангстрем) в секунду за секунду. Размер атома.
Величина отличается от W на порядок. Вспомним ещё одну величину (стр. 72, ч. 1):
И если предположить, что это вещество, образовывая "чёрную дыру", успело "организовать себе" гравитационное пространство, то у него будут следующие характеристики: Радиус,
И если из величины дивиргенции напряжённости гравитационного поля такой распылённой материи вычислить напряжённость гравитационного поля на границе "черной дыры" Вселенной, то мы получим:
Это говорит о том, что вещество "чёрной дыры", замкнувшись в изолированное пространство, с окружающим его остальным пространством, уже гравитационно не взаимодействует. Для неё его "не существует", и оно уже от нас к "себе" вещество нашей Вселенной "наружу не тянет", тем самым уменьшая величину напряжённости гравитационного поля gм "на нашей границе". Хотя формально, точно такой же вывод строго математически можно сделать и для случая, когда на границе радиуса такого объёкта материя "заканчивается", обрывается. В принципе, для нашей "замкнутой" Вселенной, не реагирующей гравитационно с окружающим пространством, это и будет одно и то же.
Поэтому, исходя из концепции о том, что полную энергию вещества "чёрной дыры" в устойчивом состоянии удерживает превышающая её потенциальная гравитационная энергия этого же вещества собственного гравитационного пространства, уточним последнее.
Готовое решение для энергии электрического поля при объёмном распределении заряда Q, заключённого в объёме сферы радиуса ?, выражается в следующем виде:
?е = 3/5 Q?/ 4??о?.
По аналогии с полем электрическим, энергия поля гравитационного, при объёмном распределении вещества, выразится у нас так же, но без коэффициента 4?, что соответствует "букве" Закона Всемирного тяготения, и было подробно рассмотрено ранее:
? г = 3/5 (M С?)?/ ?о? , где M С? - полная энергия массы M, вещество которой равномерно распределено в пространстве сферы радиуса ?.
И если нам, в дальнейшем, удастся понять, что физически ОБОЗНАЧАЕТ выведенная из (третьего закона) Исаака Ньютона, Закона Всемирного тяготения, величина, (M С?)?, как КВАДРАТ ПОЛНОЙ ЭНЕРГИИ ВЕЩЕСТВА окружающей нас материи, мы поймем, что такое ГРАВИТАЦИЯ.
(Продолжение следует).
На этом и закончилось начало второй части данного "сочинения", приведенного в конце первой части "для интриги", которая "требует продолжения".
Сначала по формуле закона Всемирного тяготения Исаака Ньютона, проверим в следующей главе "одну и ту же" величину ускорения свободного падения на границе нашей Вселенной, как физического тела с массой:
M ™ r " ?о ™ 6,74263 " 10?? в 1,347055 " 10?? = 90,8269 " 10?? (кг), имеющего радиус 6,74263 " 10?? (м), определённые нами в главе "Гравитация, "чёрные дыры" и Вселенная" первой части книги.
Сила гравитационного взаимодействия:
F = G M m / r ?, где:
G = 6,6720 " 10??? ( Н " м?/ кг?), гравитационная постоянная;
Ускорение свободного падения на "внешней границе" такого тела (на его поверхности, или там, где оно "физически" заканчивается в пространстве), определяется просто:
g м = F /m= G M / r ?=6,6720 " 10??? ( Н " м?/ кг?) в
в 90,8269 " 10?? (кг) / (6,74263 " 10?? (м)) ?.
g м = 13.329439 " 10?ЉЉ ( Н / кг) или 1,333"10???(м/сек?),
как и величина, определяемая по "формулам Шварцшильда".
Поэтому, "в режиме реального времени" продолжим наши "поиски истоков" гравитационного взаимодействия, пока называя последнее как взаимодействие "нашей материи" с "немножечко не нашим" пространством.
Качественная сторона выше приведенного математического выражения:
? г = 3/5 (M С?)?/ ?о? ,
не так страшна, как кажется вначале из за того, что в него входит не применяемая "в нашем пространстве" величина (MС?)?, как КВАДРАТ ПОЛНОЙ ЭНЕРГИИ ВЕЩЕСТВА окружающей нас материи.
Для начала разберёмся с размерностью величины ? г, которую мы по аналогии с величиной электрической энергии ?едлязаряженного тела, имеющего объёмное распределение заряда, "скоропалительно" обозвали гравитационной энергией для физического тела, имеющего объёмное распределение гравитационной массы (в геометрическом объёме пространства с радиусом ?).
DIM ? г(СИ) = (кг " м?/сек?)? / (кг/м) " м,
потому что величина, гравитационная проницаемость пространства, Дзета нулевая, ?о = 1,347055 " 10??, имеет размерность кг / м, к чему автор до сих пор не остаётся равнодушным.
Размерности остальных величин приведены ранее, при выводе формулы этого выражения.
Кроме того, размерности всех физических величин, используемых в данном сочинении, приведены в списке сокращений и обозначений в конце и первой, и второй его частей, в международной системе физических единиц СИ. В том числе и "новеньких", возникших в данном "произведении".
Результат определения размерности ? г выглядит так:
DIM ? г(СИ) = кг " м? / сек?, что в "прямом виде" не соответствует ни одной из множества физических величин, используемых в "нашем пространстве", и приводимых в справочниках и учебниках физики (и других известных автору технических наук).
И если размерность DIM ? е(СИ), как электрической энергии тела, имеющего объёмное распределение электрических зарядов, имеет значение работы, то есть Джоуль (Дж), или Ньютон " метр (Н " м), или кг " м? / сек?, (так как один Ньютон, это сила, которая, будучи приложенной к одному килограмму массы, обеспечивает ему ускорение в один м / сек? в СИ), то для DIM ? г(СИ) мы имеем дело с очередной "новенькой", с которой желательно было бы определиться на нормальном человеческом языке. Проще всего это сделать, если в формуле для определения ?г, выведенной при помощи понятия "гравитационная проницаемость пространства", вернуться "обратно" к её виду в классической интерпретации в соответствии с законом Всемирного тяготения, то есть произведя обратное преобразование из определения: "Что такое гравитационная проницаемость пространства, ?о , Дзета нулевая ?". (Глава "Гравитация, "чёрные дыры" и Вселенная" первой части "произведения").
?о = C? / G, где:
С - скорость света;
G - гравитационная постоянная.
? г = 3/5 С? в G"M ?/ ?.
Вполне естественно, что после такого "обратного" преобразования, размерность DIM ? г(СИ) как имела значение, кг " м? / сек?, так её и сохранила. Но в таком виде величину ? гэнергией называть нельзя. Это нечто большее, представляющее собой "гравитационные возможности" тела с массой М, которая равномерно распределена в объёме пространства с радиусом ?. Потому что составная часть выражения,
G"M ?/ ?, представляет собой (Цитата из нас):
.. это обыкновенная потенциальная энергия вещества с массой М, в гравитационном пространстве массы М (собственного изготовления), в пределах радиусаr между фрагментами этой массы.
(Конец цитаты, стр.69, ч. 1).
При r = ?. Но в результате взаимодействия с "чёрной материей" вакуум пространства, эта энергия увеличивается на коэффициент 3/5 С?, где С? у нас определена как плотность чистой энергии фотонов на килограмм их релятивистской массы. Для справки: С? = 8,98755 " 10?? (Дж/кг).
Это и есть то, чего нам не хватало при проверке величин гравитационного взаимодействия между моделями Солнца и Земли по независимому источнику (Длинная цитата из нас):
На самом деле, объёмную плотность "электромагнитной половинки" этой, несущейся со скоростью света, и постоянно возобновляемой в каком то объёме энергии, очень легко можно вычислить так. Если на один квадратный метр околоземного пространства приходится 1367 Ватт, (или Джоулей / секунду), солнечной радиации, которая "несётся" со скоростью света, то в одном кубическом метре околоземного пространства "застрянет", или, всё время будет находиться, "количество джоулей", определяемое их временем пролёта через этот кубический метр. Это время , ?:
? = 1(м) / С = 1 / 2,99792458 " 10 (м / сек) = 3,33564 " 10?? (сек). (3,336 наносекунды на метр пространства).
Из этого легко определить, сколько джоулей, всё время возобновляемой солнечной радиации, всё время "сидит" в одном кубическом метре околоземного пространства, или, объёмная плотность этой энергии, её долька? в этом кубическом метре:
= 4,5598 " 10?? (Дж / м). Из них, одну половину составляет "магнитная долька", а другую, электрическая, или :
?м =?э = 2,2799 " 10?? (Дж / м).
А теперь сделаем стандартное допущение. Примем, что хаотической плотности солнечной радиации в одном кубическом метре околоземного пространства, соответствует действующее значение какой то плоской монохроматической электромагнитной волны, в том же кубическом метре. Это позволяет нам приравнять?миw = ?о H из общего выражения для определения плотностиэлектромагнитной энергии, из которой мы и определим "действующее значение" напряжённости магнитного поля в одном кубическом метре околоземного пространства от действия солнечной радиации (амплитудное значение):
?м = w/2 = ?о H р = 2,2799 " 10??(Дж / м): (Количество "магнитной половинки" солнечной энергии в одном моколоземного пространства).
Н р = (?м / ?о ) Ґ = (2,2799 " 10?? / 4 ? " 10?) Ґ
=1,3469577 (А/м).
Индукция такого поля равняется:
В р = ?о " Н р = 4 ?"10?в 1,3435 = 1,6926 "10?? (Вб/ м).
Н р и В р , это реальные значения напряжённости эквивалентного магнитного поля и его индукции в нашем пространстве, эквивалентные реально измеренному потоку
Р = 1367 Вт/м солнечной радиации вблизи Земли. Они меньше аналогичных абстрактных значений по формуле (третьего) закона Ньютона (закона Всемирного тяготения) в "магнитодинамической" интерпретации на величину около 500 тысяч раз. Из этого следует, что вызываемая таким реальным эквивалентным значением напряжённости магнитного поля Солнца вблизи Земли сила притяжения, имеет несколько иной механизм образования гравитационного взаимодействия. А реальные значения напряжённости этих динамических электромагнитных полей, это только то, что мы можем измерить (или увидеть) в нашем пространстве, как проявления чего-то, более серьёзного. То есть, пространство, это не "пустота", где летают фотоны, а что-то, более сложное.
(Конец цитаты, стр.59, ч.1).
И это "более сложное" нам придётся изучать далее, чтобы определить точные количественные характеристики того, как "гравитирующая", или инерционная материя (что является одним и тем же), взаимодействует с пространством. "Что она в нём вытесняет", в результате чего и появляется сила.
А в завершение этой главы объясним себе "на пальцах",