От дилетанта дилетанту

О физике по дилетантски

Для тех, кто интересуется физикой, но только для того, чтобы испытывать внутреннее равновесие в огромном не познанном мире. Обо всём говорим самым простым языком. Разве что, несколько формул из школьного курса физики применили.

Мы совершенно не касались сложных математических инструментов. Такие инструменты необходимы профессионалам из разных областей науки, поскольку позволяют выполнять достаточно точные вычисления, получать практически важные результаты. Но объяснение явлений в наблюдаемом мире должно быть простым. Если человек, именующий себя учёным, не в состоянии объяснить предмет простым языком, он не понимает его сам, и в качестве маскировки этого непонимания применяет язык непонятный не специалистам, объясняя им свой предмет.

Читать на сайте
  • О физике от дилетанта дилетанту

  • ©Александр Беард

Оглавление

О физике от дилетанта дилетанту1

Предисловие1

Вселенная3

Физика5

Время5

Пространство7

Скорость8

Равномерное движение9

Ускорение9

Масса10

Электрический заряд12

Сила13

Кинетическая масса15

Массовая плотность пространства*16

Гравитация18

Антигравитация20

Импульс, закон сохранения21

Энергия22

Теория относительности24

Траектория распространения света27

Конус событий28

«Странные» наблюдения29

Кривая вращения галактики29

Эффект «Пионера»30

Открытие гравитационных волн30

Заключение31

  •  

      • Предисловие

      • Мы не стремимся к международному признанию своего авторитета, просто мы хотим внутреннего равновесия.

Это не учебник. Это изложение представления о физике мира дилетантом и для дилетантов. По этому изложению не следует осваивать физику, но от личного понимания физики зависит  представление об окружающем мире. Большинству не физиков нет дела до тензоров, афинных пространств и прочих премудростей высшей математики. Именно с такой простой точки зрения и делается попытка нарисовать здесь образ окружающего мира.

Для описания применяются как стандартные инструменты – уравнения классической физики, так и созданная автором система единиц физических величин CL, которая в некоторых случаях поможет лучше понять суть известных формул и понятий.

Некоторые утверждения в этом описании не имеют общепринятого признания. Это касается, например, представления об общем устройстве всего мира за пределами нашей Вселенной, которое до настоящего времени не устоялось и в среде профессионалов. Автор не настаивает на  истинности этих утверждений, но они помогают описанию наблюдаемых явлений в нашей Вселенной. Даже современные официально признанные теории не всеми воспринимаются, как истина в последней инстанции. Это и понятно, наука не может замереть на достигнутом уровне, а её развитие опирается на мнения исследователей. Иногда мнение дилетанта оказывается стимулом для развития новой теории, приближающей к познанию истины, а иногда наоборот, – выводы профессионала оказываются заблуждением.

Мы не будем оценивать правоту каких-либо известных учёных, искать неувязки в существующих теориях. Современные теории очень хорошо согласуются с практикой человека, дают возможность предсказывать события в физике. Лишь иногда, появляются факты, которые трудно поддаются объяснению. Таких фактов немного, но они есть. В этом изложении некоторые из таких фактов автор попытается объяснить на основе своих представлений.

Есть понятия, которые сложно объяснить как с физической, так и с философской точки зрения. Попробуйте сами себе ответить на вопросы, что такое пространство, что такое время, бесконечны ли пространство и время, что такое пространство-время, что такое масса, что такое электрический заряд, что такое гравитационное и электромагнитное поля. Можно ещё десятки вопросов задать, на которые вы ответите статьями из словарей или учебников. Но эти статьи отражают лишь некоторый этап понимания человеком перечисленных сущностей. С развитием знания, определения меняются, их понимание становится глубже, но до истинного понимания сути вещей остаётся далеко. В IXX веке считалось, что человек познал все законы природы. Однако наступление века XX принесло понимание, что мир гораздо разнообразнее и сложнее, чем думали учёные. Теперь уже XXI век. Появились совершенно необычные теории и гипотезы, которые не физику понять чрезвычайно трудно. Но построены они на зыбком фундаменте часто недопонятых основ природы. Да, из современной науки исключён эфир и теплород. Но формулы, описывающие законы теплотехники, были выведены, когда теплород был признан, а электродинамика создавалась, когда был признан эфир.

Математика это вычислительный инструмент, который позволяет облечь в формулы любую созданную гипотезу и теорию. Но то, что может быть реализовано в математике, совсем не обязательно реализовано в природе. Даже если эта теория подтверждается наблюдениями, она может быть ложной. Часто в этой связи приводится пример эпициклов Клавдия Птолемея и теории Николая Коперника. Пока Иоганн Кеплер не уточнил математику движения планет по орбитам, эпициклы Птолемея были более точным инструментом, чем теория Коперника. Но теория Коперника была ближе к истине, а Коперник придал ей и точность математического аппарата.

Мы составим своё, по возможности, непротиворечивое представление о мире, который нас окружает.

Как обычно, для построения гипотезы или теории необходимы некоторые основы – постулаты. Постулаты недоказуемы. Они принимаются на веру, но они построены на определённом опыте человека. Так, например, постулат из геометрии Евклида о параллельных прямых соответствует практике человека на Земле.

Начнём изложение с самых общих вопросов.

Вселенная

Вселе́нная — не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии.

Википедия.

Вселенная – часть физического мира. Физические законы написаны людьми. Природа не выводит формул, а лишь воспроизводит процессы существования материи. Человек наблюдает эти процессы, пытается рассмотреть закономерности в них, а потом отобразить в формальном описании с применением созданных им математических инструментов.

Для объяснения обнаруженных закономерностей человеку приходится смотреть на них со стороны, описывать их в более общем виде. Описание механического движения превращается в набор законов механики. Появляется понятие гравитационного взаимодействия, относительности движения, релятивистских эффектов. Законы движения охватывают макромир и микромир.

На этом этапе возникают более общие вопросы, связанные с устройством Мироздания.

Возникают различные модели Вселенной, гипотеза Большого взрыва, гипотеза мультиверса, которая говорит о возможности существования параллельных вселенных.

Всё происходящее в мире естественно. Сверх естественное не является предметом физики. Так и материалистическое представление о Вселенной не должно содержать в своей основе сверх естественных событий.

Мы живём на планете, которая находится в Солнечной системе, та в галактике Млечный путь, а та в группе галактик, которые в метагалактике, а всё это вмещает Вселенная. Глядя изнутри, видим огромный, почти неподдающийся осознанию и корректному описанию грандиозный мир.

Но истина видна, когда на явление смотришь со стороны. Так делали Джордано Бруно, Коперник, Галилей…, Эйнштейн, Планк и множество других учёных.

Последуем их примеру.

Назовём всё, что только может существовать Мирозданием. В Мироздании нет единого бесконечного физического пространства и времени. Пространство и время существуют в Мироздании, как его составные части. Всё Мироздание можно представить, как некоторый набор параметров. В простейшем представлении параметры могут быть описаны, как пространство этих параметров. В этом пространстве четыре координаты. Главная координата, вдоль которой развиваются события – ось причин и следствий. Если причины и следствия двух процессов разошлись, потеряли связь друг с другом, можно говорить о том, что они существуют в разных временах. Время – явление субъективное, и мы его позднее определим.

Вторая ось пространства параметров – ось упорядоченности. От начала этой оси к её концу увеличивается беспорядок, растёт энтропия.

Третья – ось инерции. Она описывает максимально возможную энергию сопротивления объектов Мироздания изменениям. С этим параметром связано, в том числе, и наличие массы во вселенных.

Последняя четвёртая – ось активности. По мере продвижения к концу этой оси уменьшается максимально возможная энергия, которая может переходить от одного уровня оси причин и следствий к другому.

Вся «жизнь» Мироздания это цепочка событий, связанных причинами и следствиями, происходящих дискретно. То есть, это дискретный процесс передачи энергии.

Несмотря на дискретность, этот процесс похож на волновой. В результате развития этого процесса возникают вселенные, среди которых возникла и наша Вселенная, которая выглядит некоторым пятном в пространстве параметров.

Человек и окружающий его физический мир может существовать только внутри вселенной, где сформировалось физическое пространство. Переход из одной вселенной в другую, возможно, описывается физиками, как путешествие через кротовую нору.

На это примерное описание можно ориентироваться, чтобы в дальнейшем понять суть описываемых явлений и физических понятий, таких как пространство, время и масса.

 

Физика

Фи́зика (от др.-греч. φύσις — природа) — область естествознания: наука о простейших и, вместе с тем, наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении. Законы физики лежат в основе всего естествознания

Википедия

В учебниках принято подразделять предмет физики на разделы. Это правильно с точки зрения систематизации знаний. Если вы читаете эти строки, то скорее всего, с физикой в объёме средней школы вы знакомы. Поэтому, теперь будем рассматривать физику, как одну большую науку.

Механическое движение, масса, электрический заряд, волновые процессы в реальности существуют вокруг нас, не имея каких-то границ. Электрон, например, имеет массу, заряд, а также длину волны. Его движение может рассматриваться как механическое или как распространение волны. Поэтому, мы не будем выделять разделы физики. Всё происходящее тесно связано между собой.

Всё, что происходит в мире, по установившемуся представлению происходит в пространстве и времени, но Альберт Эйнштейн предложил рассматривать движение в пространстве-времени, объединив пространство и время в континуум, который, ко всем сложностям представления о нем, может ещё и искривляться. Этот континуум представляется обычно в виде некоторой сцены, на которой происходит спектакль под названием «Жизнь Вселенной».

Но откуда взялась эта сцена? Кто архитектор и строитель этого театра? С позиций религиозных представлений каждый даст ответ на этот вопрос самостоятельно. А вот с позиций материализма сейчас попытаемся определить эту сцену.

Мы упоминали в предисловии о постулатах. Понимание сцены должно быть основано на таких постулатах. Кроме постулатов мы должны иметь меры измерения тех величин, с которыми нам придётся сталкиваться.

Отчасти, сцену мы уже определили, как Вселенную, возникшую в ходе процессов, идущих в Мироздании. Наблюдая Вселенную, мы осознаём, что всё происходит во времени и пространстве. С них и начнём.

Время

Признаюсь Тебе, Господи, я до сих пор не знаю, что такое время, но признаюсь, Господи, и в другом: я знаю, что говорю это во времени, что я долго уже разговариваю о времени и что это самое «долго» есть не что иное, как некий промежуток времени. Каким же образом я это знаю, а что такое время, не знаю?

Блаженный Августин. Исповедь XXV 32

Пожалуй, это самое сложное из элементарных понятий, применяемых в физике. Время, как волшебное покрывало окутывает абсолютно все физические законы. На этом понятии возникает множество спекуляций с целью заработать авторитет и деньги. Легко обмануть того, кто не понимает сути происходящего. А суть происходящего, пожалуй, лучше всего описывается в сказке «Голый король». Никакого покрывала не существует, как и платья на голом короле. Нет такой физической сущности, как время. Множество учёных и философов ломали голову над сутью времени многие века, но только в нашем XXI веке учёные высказали предположение о том, что временя не существует, как физическая сущность. Время – сущность информационная. Располагая события в воображаемую цепочку, мы запоминаем уже произошедшее, воспринимаем происходящее, а при определённом опыте можем предположить будущее.

 

Определение

Время – воображаемая координатная ось, позволяющая организовать и систематизировать в памяти субъекта причины и следствия, располагая их в виде упорядоченных цепочек событий вдоль этой оси.

 

Всё происходящее в мире имеет причины и следствия. Причины и следствия это составляющие более или менее сложных процессов, которые могут состоять из других вложенных, более элементарных процессов. Суть процессов в передаче энергии от одного состояния к другому. Процесс имеет некоторую дискретность, которая может быть спрятана достаточно глубоко. Среди глубинных процессов есть процесс смены энергетических уровней электронами в атомах. Чем глубже мы будем погружаться в микромир, тем больше дискретности  в происходящих явлениях будем обнаруживать. Планк обнаружил минимальный квант действия, например, который стал одной из важнейших известных физических констант – постоянной Планка.

Мы можем наблюдать процессы и сравнивать их ход, чем люди и занялись в незапамятные времена, создав календарь и часы. Мы организовали последовательность событий в своём сознании и памяти.

Часы, какими бы совершенными они не были, время не измеряют. Они «тикают», а мы можем считать их тики, наблюдать за процессом хода часов. Можем сравнить с этим процессом процесс нашей деятельности, определить по отношению к ходу часов продолжительность рабочего дня, например.

Мы создали для себя время. Время существует лишь в нашем сознании.

Энергия может передаваться только из состояния с большей энергией в состояние с меньшей. Если кажется, что это не так, следует найти другой процесс, являющийся источником дополнительной энергии. Это свойство энергии облекли в форму закона сохранения энергии. С этим связано ощущение направления времени. С этим же связан закон увеличения энтропии во Вселенной.

Таким образом, машина времени, как её изображают фантасты, невозможна. Не потому, что что-то ещё не открыли, а потому, что путешествовать не в чем. Нет такой реки, которую называют Время.

Конечно, в своей практике человек регулярно применяет это воображаемое время. Точнее, он применяет часы, с процессом хода которых сравнивает ход других процессов, но все часы обычно имеют одинаковый «ход». Человек выстраивает шкалу веков, лет, месяцев, дней, часов, минут и других крупных и мелких единиц времени в одну цепочку, на которую помещает события, которые, к слову, тоже не всегда реальны.

В физике шкала времени применяется во всех без исключения теориях и гипотезах. Важно отличать гипотезы, в которых время это шкала, от гипотез, в которых время – физическая сущность. Если гипотеза говорит о времени, как физической сущности, предполагает возможность управления этой сущностью, то эта гипотеза несостоятельна с точки зрения отражения истины, даже если она применяется в практике каких-либо вычислений, как когда-то эпициклы Птолемея.

Таким образом, в нашей близкой к истине физике, время – воображаемая координатная ось.

Но, воображаемая это ось или нет, на ней надо откладывать единицы измерения времени.

Обычно мы применяем в качестве такой общепринятой единицы измерения секунду. В нашем рассмотрении физики мы введём собственную единицу времени, равную 299,792458 секунд.

Назовём эту единицу времени «тайм», по английски «time», обозначим латинской буквой T.

Поместим нашу единицу времени в таблицу и сравним её с секундой.

Единицы СИ

Единицы CL

Секунда, с. 1с= 3,335641*10^-3 T

Тайм, T. 1T= 299,792458 с.

 

Единица измерения времени 1 тайм установлена, как интервал ΔT между началом и завершением прохождения плоской волной в вакууме расстояния в 1 линию.

Расстояние между городами Самара и Екатеринбург немного превышает 10-3 L. Это значит, что свет от Самары до Екатеринбурга будет распространяться немного дольше, чем 10-3T (0,3 с).

Пространство

Пространство, как и время, относится к элементарным базовым понятиям. Но, в отличие от времени, оно реально (кроме искусственно созданных математических построений). Пространство можно отнести к параметрам материи. Каждое материальное образование, имеющее массу, обладает собственным пространством. Можно поставить знак тождества между пространством и гравитацией. Пространства всех объектов, существующих во Вселенной, объединены в одно пространство Вселенной. Так же, как гравитационное поле всех объектов Вселенной, образует её общее гравитационное поле. Пространство имеет три метрических параметра воспринимаемых, как протяжённость, и один количественный параметр – плотность.

Наблюдаемое нами пространство трёхмерно. То есть имеет три взаимно перпендикулярных независимых измерения. Часть объектов во Вселенной могут иметь собственное двухмерное, а иногда и одномерное пространство, что можно обнаружить, изучая взаимодействие таких объектов с другими объектами.

Определение

Пространство – качество материальных объектов, которое может быть описано тремя параметрами протяжённости и одним параметром плотности. Пространство отождествляется с понятием гравитационного поля материальных объектов.

Пространство не однородно. Оно уплотнено  вблизи массивных объектов и разрежено вдали от больших масс. Свойствами пространства определяется гравитационное взаимодействие между объектами во вселенной, а также распространение электромагнитных колебаний. В практике часто принято понятие пустого пространства, определяемого, как вакуум. Но пустота вакуума условна. В определённых условиях может быть обнаружена некоторая внутренняя структура вакуума, которая, собственно, образует само пространство, делает его вполне материальным, а не идеальным представлением.

Массивные материальные объекты, включая и человека, не могут существовать вне пространства или в каком-либо пространстве с иным числом измерений, чем три, поскольку сами обладают таким пространством.

Пространство обладает протяжённостью. Это значит, что мы можем измерять длину, ширину и высоту, сравнивая их с некоторой созданной нами мерой. Такие меры создавались всегда. Иногда это были части тела, а для больших расстояний применялись даже дни пути.

Теперь основной мерой длины является знакомый всем метр. В системе CL примем за единицу длины линию (line), обозначим как L. Длина одной линии соответствует 1000000 метров (1000 километров).

Единицы СИ

Единицы CL

Время. Секунда, с. 1с= 3,335641*10^-3 T

Тайм, T. 1T= 299,792458 с.

Протяжённость. Метр, м. 1 м = 1*10-6 L

Линия, L. 1L=1000000 м.

Плотность.  ρ. 1Ед/м3 = 1*10-18 1/T2.

ρ,  1/T2  = 1*1018 ед/м3

Значения меры длины и времени выбраны таким образом, чтобы скорость света C получила значение единицы.

Пространство Вселенной не безгранично, и может быть искривлено в соответствии с теорией Эйнштейна. Наблюдаемая кривизна пространства связана с неравномерностью его плотности, и ограничением скорости передачи взаимодействий в нём. Математическое описание наблюдаемой кривизны пространства возможно с привлечением дополнительных пространственных измерений и введением континуума – пространства-времени.

Но возможно и другое описание математическое описание пространства на основе представления о его плотности. Распространение электромагнитной волны в таком пространстве может быть описано, как их распространение в среде с переменными оптическими свойствами.

Плотность пространства

Плотность – одна из часто используемых в физике и в математике величин. Можно, например, говорить о плотности распределения символов на этих страницах, или плотность распределения пикселей на площади электронного изображения. Но в нашем конкретном случае это плотность распределения энергии или массы пространства в его метрических координатах. В системе CL плотность будем обозначать буквой ρ, а размерность её 1/T2.

На первый взгляд, размерность странная, но после определения размерности массы всё встанет на свои места. Если размерность массы сейчас обозначить как W, то плотность этого вещества будет выражаться размерностью W/L3.

В привычных нам единицах плотность выражается отношением количества к объёму пространства, занимаемому этим количеством. Обычно это кг/м3. В случае поверхностной плотности каких-либо единиц (ед.) размерность выражается как ед/L2.

1 ед /L^3 = 1*10^-18 ед/м^3

1 ед/м^3 = 1*10^18 ед /L^3

1 ед /L^2 = 1*10^-16 ед/м^2

1 ед/м^2 = 1*10^16 ед /L^2

Скорость

Получив возможность измерять линейную скорость, мы получим возможность определять законы движения материальных объектов. Скорость может быть не только линейной. Например, надувая воздушный шарик, можно измерять скорость изменения его объёма. Но имея эталон линейной скорости, можно определять и другие её виды. Если единицу длины мы выбрали практически произвольно, не считая привязки к метру для удобства восприятия, то скорость имеет определённый природой эталон. При отсутствии внешних воздействий, на значительном удалении от массивных тел, в вакууме распространение электромагнитных волн происходит со скоростью света. В принятых сейчас единицах измерения скорость света определена как 299792458 метров в секунду.

В нашем рассмотрении физики мы будем применять как эталон и единицу скорости, скорость света C. Обозначать единицу скорости будем как производную единицу 1 L/T. Но будем применять и единицу скорости спиид (speed), и обозначать её S.

Равномерное движение

Время X таймов, затраченное на преодоление участка протяжённостью в Y линий со скоростью Z спиидов можно определить по формуле:

XT = YL/ZS   1)

Следует иметь в виду, что расстояние и время всегда измеряются интервалами, а скорость мгновенным или средним значением.

Поэтому корректная запись закона равномерного и прямолинейного движения выглядит так:

Δt=Δl/v   2)

Δ — греческая буква «дельта», которой обозначают некоторый интервал величины при её изменении.

На этом законе основана единица длины, применяемая в астрономии, – световой год. Один световой год соответствует расстоянию, пройденному светом за один год.

Иногда необходимо применять не реальное значение скорости, а приведённое безразмерное значение. Обозначим его v~widetilde {v}. Там, где встречается выражение v/c можно указывать просто v~widetilde {v}. В системе CL безразмерное приведённое к скорости света значение скорости объектов совпадает численно с реальным значением скорости.

Ускорение

Движение, которое мы смогли определить ранее формулой 2), называют равномерным и прямолинейным. Такое движение всегда выполняется, если на тело не действуют никакие внешние силы. Но возможно и ускоренное движение. Если скорость объекта изменяется пропорционально времени, такое движение называют равноускоренным.

a=Δv/Δt

a – ускорение, v – скорость, t – время.

Используя эти обозначения можно написать формулу

Δl=aΔt22Δl=a{Δt^2 over 2}   3)

Это закон равноускоренного движения. Часто во время вычислений букву Δ опускают, предполагая, что для длины и времени значения всегда интервальны.

Из формулы 3) можно найти время, необходимое для преодоления пути l при движении с ускорением a:

t=2l/at = sqrt {2 {l} / {a}}   4)

Не всегда формулы движения выглядят так просто.

Если скорость тела зависит не от времени, а от пройденного пути, формула движения будет выглядеть так:

Т2-T1=1/g [Ln (L2/M) — Ln (L1/M)]   5)

M – масштабный коэффициент (единица измерения) по оси расстояний. Если М соответствует системной единице измерения расстояния, в формуле при вычислениях можно этот символ опустить, но вместо L использовать символ L~widetilde {L}.

Формулой 5) описан очень интересный закон движения. Он отличается тем, что если попытаться начать движение в точке L=0, движение начать не удастся никогда. Поэтому в формулу входят два значения для оси времени и два значения для оси расстояния. На этих отрезках времени и пространства, при условии, что L>0 возможны вычисления по этой формуле.

Если движение выполняется к началу координат, то оно никогда не закончится, не смотря на то, что L стремится к нулю.

Ускорение при таком движении не постоянно и зависит от скорости движения. Чем скорость выше, тем больше ускорение.

a=k*Vт,   6)

где k соответствует постоянной величине Δs/Δl, а Vт – текущая скорость.

В природе такой закон движения может наблюдаться в вязких средах, когда тело не может двигаться свободно, а его скорость непрерывно снижается (лодка в пруду, например).

Замечание

Следует понимать, что в реальном мире не может быть значений физических величин равных нулю. Если величина становится равной нулю, просто пропадает сама величина. В ваших карманах всегда может находиться нуль миллионов рублей.

Аналогично обстоит дело и с бесконечностью. Нет физических величин, значение которых может быть равно бесконечности. Это касается даже космических расстояний.

Более того, для значений физических величин существуют минимально возможные, и максимально возможные значения. Будем считать это аксиомой или постулатом нашей физики.

По мере добавления единиц измерений, будем их заносить в таблицу

Единицы СИ

Единицы CL

Время. Секунда, с. 1с= 3,335641*10^-3 T

Тайм, T. 1T= 299,792458 с.

Протяжённость. Метр, м. 1 м = 1*10-6 L

Линия, L. 1L=1000000 м.

Плотность.  ρ. 1Ед/м3 = 1*10-18 1/T2.

ρ,  1/T2  = 1*1018 ед/м3

Скорость. 1 м/с= 3,335641*10-9 S и L/T

S и L/T = 299792458 м/с

Ускорение. 1 м/с2=0,0898752433 S2/L или L/T^2

1 L/T^2=  11,126534557 м/с2

Скорость света C=299792458 м/с

C= 1S или 1L/T

Масса

Проблема физической природы массы ещё далеко не исчерпана; со времён Ньютона она была и остаётся едва ли не самой острой в фундаментальной физике.

biosense.ru

Все материальные объекты обладают массой. Масса это характеристика материи. Даже когда говорят, что объект не имеет массы, а так говорят о фотонах, например, то это значит, что фотон не может находиться в состоянии покоя. Но, находясь в движении, как единственно возможном своём состоянии, он массой обладает.

С массой связаны несколько свойств объектов, обладающих ей.

Первое и самое известное свойство – вес. Именно вес тела пропорционален его массе. Хотя, вес это проявление силы гравитационного притяжения.

Каждое тело обладает свойством инерции. Для того чтобы разогнать или потом остановить уже движущееся тело, необходимо приложить силу и затратить энергию.

И ещё одно свойство массы, – это отражение полной энергии тела. Здесь мы тоже забежали несколько вперёд, но лучше отметить эти свойства заранее.

Но главное, – масса это гравитационный заряд. Чем больше масса, тем больше уплотнение её пространства, тем интенсивнее притяжение к этой массе других массивных объектов.

В качестве единицы измерения массы примем 1 вейт (weight) и обозначим её W.

Размерность массы, как производной единицы в системе CL, L3/T2 .

Значение единицы измерения массы получим с помощью известных формул и принятием нового значения гравитационной постоянной, которая считается одной из фундаментальных констант. Но реальный её смысл должен быть чисто геометрическим, определяющим сферичность гравитационного поля.

Гравитационная постоянная в значении принятом сегодня в СИ G=6,67428*10-11 м3/кг*с2.

Для корректировки значения гравитационной постоянной в соответствии с применяемой системой физических величин используем формулу для определения гравитационного радиуса:

Rg=2Gm/C2Rg = 2 {Gm} / {{C} ^ {2}}   7)

Из неё получаем:

G=RgC2[2m]G = {Rg ∗ {C} ^ {2}} over {left [2 m right ]}   8)

Чтобы равенство осталось верным, достаточно обе его части умножить на один и тот же множитель 106C2{10} ^ {6} ∗ {C} ^ {− 2}, определяемый соотношением старых и новых единиц длины и времени. Для новых единиц появилось новое значение гравитационной постоянной

Gtl=G106C2Gtl = G ∗ {10} ^ {6} ∗ {C} ^ {− 2}

Покажем массу, как гравитационный заряд (соответственно теореме Остроградского-Гаусса в применении к гравитационному полю). В этом случае вводится коэффициент 1/4π, показывающий сферичность поля.

M=4πGtl14πR2gM = {4 π ∗Gtl}*{1 over{4%pi}}* {R} ^ {2} ∗ g   9)

Для того, чтобы коэффициент 4πGtl4 π ∗ Gtl принял значение единицы, необходимо изменить единицу измерения массы, и она определится следующим образом:

1кг=4πG106C21 кг = 4 π ∗ G ∗ {10} ^ {6} ∗ {C} ^ {− 2}= 9,33*10-21 W

Если на расстоянии R=1L от центра массы напряжённость гравитационного поля имеет величину L/T2, то величина этой притягивающей массы равна 4πW.

M=4πR2gM = 4 π ∗ {R} ^ {2} ∗ g   10).

Сравнивая единицу массы 1W со всем известным килограммом, получим их соотношение

1W=1,07*1020 кг.

Это очень большая масса, но масса Земли, равная 5,97*1024 кг содержит 55794 W.

Единицы СИ

Единицы CL

Время. Секунда, с. 1с= 3,335641*10^-3 T

Тайм, T. 1T= 299,792458 с.

Протяжённость. Метр, м. 1 м = 1*10-6 L

Линия, L. 1L=1000000 м.

Плотность.  ρ. 1Ед/м3 = 1*10-18 1/T2.

ρ,  1/T2  = 1*1018 ед/м3

Скорость. 1 м/с= 3,335641*10-9 S и L/T

S и L/T = 299792458 м/с

Ускорение. 1 м/с2=0,0898752433 S2/L или L/T2

1 L/T2=  11,126534557 м/с2

Скорость света C=299792458 м/с

C= 1S или 1L/T

Масса. 1кг=9,33*10-21 W

1W=1,0695*1020 кг

Гравитационная постоянная G=6,67428*10-11 м3/кг*с2.

1/4π — безразмерная величина

Мы определили массу, как гравитационный заряд, на расстоянии 1L от которого напряжённость гравитационного поля g= 4π * L/T2.

Раз уж мы заговорили о заряде, то сразу определим единицу измерения электрического заряда.

Электрический заряд

Электрический заряд имеет некоторое сходство с массой, но имеет два знака. В природе, среди элементарных частиц можно найти природные носители масс и зарядов. Если массы элементарных частиц так малы, что создавать на их основе эталон массы проблематично, то заряды элементарных частиц значительно более ощутимы современными приборами.

Существует природный эталон электрического заряда – заряд электрона. Тем не менее, определять заряд элементарной частицы в качестве эталона меры измерения имеет смысл для изучения и измерений в микромире. В нашем случае следует поступить так же, как мы уже поступали с массой. Определим единицу электрического заряда исходя из соотношений между напряжённостью электрического поля, зарядом и расстоянием от него.

В единицах СИ Q=E4πϵ0R2Q = E*{4 π %epsilon_0 ∗ R} ^ {2}11), где E напряжённость электрического поля, ε0 — электрическая постоянная, Q – точечный заряд, R – расстояние до центра заряда. В СИ ε0≈ 8,85418781762·10−12 Ф/м.

Поскольку в CL ε0 должна стать безразмерной единицей, соотношение между Кулоном и единицей электрического заряда в CL может быть определено таким же образом, как мы это делали для массы:

1К=4πϵ0106C21 К = 4 π ∗ %epsilon_0 ∗ {10} ^ {6} ∗ {C} ^ {− 2}=  8,85418781762·10−12 Ф/м**106*C-2=1,23799*10-21 едCL

Мы определили единицу заряда, что на расстоянии 1L от заряда напряжённость электрического поля E= 4π * L/T2.

Заряд, как мы говорили, существенно больше, чем масса ощущается во взаимодействиях, что подтверждается и величиной электрического заряда в CL. При этом, размерность их одинакова.

Отношение силы взаимодействующих электрических зарядов к силе взаимодействия аналогичных масс в единицах CL величина безразмерная и равна -23287721859.

 

Чтобы не отвлекаться в дальнейшем, определим постоянную Планка в CL.

Постоянная тонкой структуры не зависит от выбора единиц и равна α=1/137,036

Соотношение между постоянной Планка и постоянной тонкой структуры α=e22ϵ0hc%alpha =e^2 over {2 %epsilon_0 * h * c}

Откуда h=e22ϵ0αch =e^2 over {2 %epsilon_0 * %alpha * c}= 2,6956*10-78 в единицах CL.

Единицы СИ

Единицы CL

Время. Секунда, с. 1с= 3,335641*10^-3 T

Тайм, T. 1T= 299,792458 с.

Протяжённость. Метр, м. 1 м = 1*10-6 L

Линия, L. 1L=1000000 м.

Плотность.  ρ. 1Ед/м3 = 1*10-18 1/T2.

ρ,  1/T2  = 1*1018 ед/м3

Скорость. 1 м/с= 3,335641*10-9 S и L/T

S и L/T = 299792458 м/с

Ускорение. 1 м/с2=0,0898752433 S2/L или L/T2

1 L/T2=  11,126534557 м/с2

Скорость света C=299792458 м/с

C= 1S или 1L/T

Масса. 1кг=9,33*10-21 W

L3/T2 1W=1,0695*1020 кг

Гравитационная постоянная G=6,67428*10-11 м3/кг*с2.

1/4π — безразмерная величина

Электрическая постоянная ε0≈ 8,85418781762·10−12 Ф/м

Безразмерная единица

Постоянная тонкой структуры. α=1/137,036

 α=1/137,036

Электрический заряд 1Kл=1,23799*10-21 ед CL

Wэ, L3/T2 1 ед CL =8,0776*1020 Кл

Постоянная Планка. h=6,66206 Дж*с

2,6956*10-78 ед CL L5/T3

Заряд электрона. e = -1,602 17*10−19 Кл

e=-1,98348*10-40 ед CL

Масса электрона. me=9,109383*10-31 кг

me=8,51727*10-51 W

Сила. 1Н

1 F = 1W*1L/T2=1,19*1021 Н

 

Отношение силы взаимодействующих электрических зарядов к силе взаимодействия аналогичных масс в единицах CL величина безразмерная и равна -23287721859.

Сила

Все заряды взаимодействуют между собой притягиваясь или отталкиваясь. Сила взаимодействия между гравитационными зарядами определяется законом всемирного тяготения, а между электрическими зарядами законом Кулона.

После определения единиц зарядов в системе CL, формулы этих законов выглядят одинаково.

F=14πMmR2F = {1} over {4 π} {M ∗ m} over {{R} ^ {2}}   12) – закон всемирного тяготения (Ньютона).

F=14πQqR2F = {1} over {4 π} {Q ∗ q} over {{R} ^ {2}}   13) – закон Кулона.

Сила в системе CL имеет единицу F форс (force) и имеет размерность L4/T4. Если напряжённость гравитационного поля равна 1LT-2, то на массу величиной, например, 1*10-21 W (1кг) будет действовать сила равная 1*10-21 F. Аналогично и при взаимодействии электрического заряда с электрическим полем.

1F = 1W*1L/T2=1,19*1021 Н (Ньютонов)

Сила притяжения массы к Земле называется её весом.

Для всех зарядов одна единица заряда 1L3/T2 при взаимодействии с полем напряжённостью 1LT‑2 , будет испытывать силу 1F.

В предложении выше наглядно показано удобство системы CL.

Действие силы на массу не приводит к моментальному изменению характера движения этой массы. Проявляется свойство инерции, которое «сопротивляется» изменению характера движения массивного тела при действии силы. При отсутствии трения действие силы на массу приведёт к равноускоренному движению с ускорением a=Fma = F over m   14).

Инерция связана с тем, что для начала движения масса должна получить некоторую энергию, а затем переносить вместе с собой эту энергию в пространстве.

В параграфе о Вселенной в общих чертах рассмотрено устройство Мироздания. Время объясняется, как цепь причин и следствий, на каждом шаге которой происходит передача энергии,  а свойства вселенной определяются параметрами упорядоченность, активность и инерционность.

Активность определяет максимально возможную энергию для передачи на одном шаге цепочки причин и следствий.

Инерционность определяет энергию, необходимую для активации равноускоренного движения массы, для самого начала движения массы. При равномерном движении происходит только пространственный перенос энергии массы на каждом шаге процесса жизни Вселенной.

Масса, как было отмечено выше, определяет полную энергию тела. Равномерное движение это перенос этой энергии по пространственной оси от предыдущего состояния массы к следующему.

При ускоренном происходит, кроме того, «накачка» энергией массы во время действия сил, а затем и пространственный перенос этой энергии, величина которой растёт, пока действует внешняя сила на массу.

Суть массы, как проявления инерционных свойств материи, отражается в том, что чем больше масса, тем больше требуется энергии на её активацию для дальнейшей передачи этой энергии в пространстве.

В формуле 15) символом d отмечен некоторый шаг этого процесса и соответствующие этому шагу изменения величин. Энергия dE закачивается в элемент массы m и передаётся в пространстве за некоторый интервал по оси причин и следствий dTm, когда действует сила, вызывающая ускорение g.

1dTm=(gm2dE){1} over {{dT} rsub {m}} = sqrt {left ({g ∗ m} over {2 dE} right )}   15)

Интервал на оси причин и следствий нельзя напрямую отождествлять со временем. Мы этот интервал наблюдать не в состоянии. Размерность времени у этого интервала в приведённых формулах только отображает суть процесса на нашу реальность, которую мы в состоянии воспринять.

Чем меньше сила, вызывающая ускорение g, тем больше интервал процесса dTm и, соответственно, меньше интенсивность процесса с участием инерционной массы.

Без воздействия силы на массу, процесс накачки энергией не выполняется совсем, и её передача происходит только в пространстве. Аналогичная ситуация возникает и при отсутствии элементов инерционной (существующей вне движения) массы у материи, например у электромагнитной волны.

При равномерном движении, а также во второй элементарной фазе ускоренного движения за элементарный интервал по оси причин и следствий происходит только пространственный перенос энергии 16).

1dTnm=(2dEdLP){1} over {{dT} rsub {nm}} = left (2 {dE ∗ dL} over {P} right )   16)

Здесь P импульс объекта, L расстояние в пространстве.

Фотоны имеют импульс и энергию. Распространение электромагнитной волны не связано с процессами инерции.

Во время ускоренного движения в элементе цепи причин и следствий dT происходит сложный процесс объединения интервалов фаз ускоренного движения в наблюдаемый интервал времени 17).

dT=11dTm+1dTnmdT = {1} over {{1} over {{dT} rsub {m}} + {1} over {{dT} rsub {nm}}}   17)

Описанные элементарные интервалы дискретны на уровне масштабов структуры материи, но в масштабах, доступных наблюдению дискретность уже отсутствует (недостаточно разрешающей способности инструментов, чтобы их зафиксировать).

Кинетическая масса

Во время равномерного движения возникает относительная неинерциальная составляющая массы, которая связана только с энергией объекта. Назовём эту массу кинетической. Энергия фотона может быть описана, как mC2, а значит, фотону с энергией E можно сопоставить кинетическую массу m. В этом случае можно говорить о собственном пространстве фотона.

В отличие от инертных, кинетические массы формируют вокруг себя лишь двухмерное пространство. Это хорошо видно в экспериментах по взаимодействию фотонов с детекторами. У физиков есть даже такой термин – эффективное сечение взаимодействия, определяющее вероятность взаимодействия частицы с другой частицей или ядром атома. Измеряется в единицах площади и имеет представление как радиус круга, в центре которого масса частицы. При пересечении с кругом детектируется взаимодействие.

Фотон может быть зафиксирован только при пересечении точки наблюдения с его эффективным сечением. Ни вдогонку, ни навстречу нельзя рассмотреть полёт фотона. Он существует только в двух измерениях, но по третьему измерению перемещается.

Похоже, что частицы – нейтрино, слабо взаимодействующие с веществом, практически не имеют эффективного сечения взаимодействия, что говорит о крайне малой массе и крайне слабо проявляющегося собственного двухмерного пространства.

Для массивных тел эта дополнительная масса также присутствует в виде составляющей, описанной в теории относительности 18).

 

mрел=m1v2C2{m} rsub {рел} = {m} over {sqrt {1 − {{v} ^ {2}} over {{C} ^ {2}}}}   18)

Немного преобразуем это выражение, чтобы получить только приращение массы 19).

dm=(11v2C21)mdm = left ({1} over {sqrt {1 − {{v} ^ {2}} over {{C} ^ {2}}}} − 1 right ) ∗ m   19)

Это приращение массы при некорректном его понимании приводит к разного рода недопониманию и парадоксам. Но это приращение уже не инерциальная масса.

Составляющая массы dm отличается по своей природе от m, и не принимает участие в гравитационных взаимодействиях. Это двухмерная масса. Но, в отличие от фотона, сформированное этой массой пространство складывается с трёхмерным собственным пространством объекта, и результат выглядит как эллипсоид, в котором масштабы длин различны по направлению движения и поперёк его.

Кинетическая масса определяется движением объекта относительно наблюдателя. Есть относительное движение – есть кинетическая масса.

Масса космического корабля, пролетающего мимо некоторой планеты с наблюдателем, с точки зрения наблюдателя содержит два компонента, но только один из них принимает участие в гравитационном взаимодействии с планетой. При этом, с точки зрения космонавта, два компонента массы возникают у планеты.

Таким образом, масса проявляет себя как инерциальная, и как кинетическая. Кинетическая не существует без движения. Кинетическая масса не участвует в гравитационном взаимодействии.

Массовая плотность пространства*

Обычно, говоря о каком-либо поле, подразумевают, что это поле сил, действующих на заряды, соответствующие природе этого поля. Но гравитационное поле от разных источников (масс), расположенных симметрично относительно некоторой точки в пространстве, может пронизывать эту точку таким образом, что все гравитационные силы, действующие на пробное тело, находящееся в этой точке, компенсируют друг друга. Несмотря на отсутствие действующих сил, нельзя говорить об отсутствии гравитационного поля в этой точке, как нельзя говорить об отсутствии пространства. Такая ситуация наблюдается, например, в точках либрации (точках Лагранжа) в системе Земля-Луна, или Солнце-Земля, где по пять точек равновесия. Правда, из-за эллиптичности орбит планет точки либрации не так стабильны, чтобы удерживать в них космические аппараты.

Проведём мысленный эксперимент. Расположим две очень прочных планеты размером и весом с нашу Землю на расстоянии несколько метров друг от друга. Чтобы они не упали друг на друга, закрутим их вокруг общего цента масс с такой угловой скоростью, чтобы образовалась устойчивая система из двух вращающихся вокруг центра масс массивных тел.

В центре масс гравитационные силы не будут действовать на пробное тело, помещённое в эту точку.

Напряжённость поля, создаваемого каждой планетой можно определить по формуле 20)

g=14πMR2widevec {g} = {1} over {4 π} {M} over {{R} ^ {2}}   20)  в системе CL.

В точке центра масс эти напряжённости направлены в противоположных направлениях.

Для того чтобы определить массовую плотность пространства в точке, необходимо знать плотность энергии в этой точке. Тогда по закону эквивалентности массы и энергии можно вычислить и массовую плотность.

Учёные говорят, что плотность энергии гравитационного поля равна нулю или… бесконечности. Это, как обычно, зависит от точки зрения и некоторых начальных условий.

Для того чтобы решение могло быть, необходимо принять, что Вселенная не бесконечна, и имеет определённую массу Mвс и радиус Rвс.

В интернете можно найти предполагаемые значения этих величин, хотя они и очень приблизительны.

Для небольшой области в гравитационном поле напряжённостью g можно определить её энергию Eобл, если будем знать её массу Mобл.

Eобл= Mобл *g *Rвс.

Масса области может быть определена из средней плотности Вселенной и объёма этой области.

По энергии гравитационного поля области можно определить массу этого поля по эквивалентности массы и энергии. В результате получим формулу 21)

ρmG=ρвсgiRвсC2=MвсRвс2gi43πC2{ρ} rsub {mG} = {{ρ} rsub {вс} ∗ {g} rsub {i} ∗ {R} rsub {вс}} over {{C} ^ {2}} = {{{M} rsub {вс}} over {{R} rsub {вс} rsup {2}} ∗ {g} rsub {i}} over {{4} over {3} π ∗ {C} ^ {2}}   21)

Учитывая, что суммарная энергия гравитации от нескольких источников может быть определена, как корень из суммы квадратов значений от каждого источника, для наших двух сближенных планет получим 22)

ρmG=MвсRвс243πC2(g1)2+(g2)2=MвсRвс25,21017{ρ} rsub {mG} = {{M} rsub {вс}} over {{{R} rsub {вс} rsup {2} ∗ 4} over {3} π ∗ {C} ^ {2}} ∗ sqrt {{left ({g} rsub {1} right )} ^ {2} + {left ({g} rsub {2} right )} ^ {2}} = {{M} rsub {вс}} over {{R} rsub {вс} rsup {2}} ∗ 5,2 ∗ {10} ^ {− 17}22)

По приблизительным оценкам физиков масса Вселенной ~ 5*1053 метров, а её радиус ~5*1026 м.

Отношение массы Вселенной к квадрату её радиуса равно двум (для указанных значений). Возможна, конечно, ошибка на несколько порядков, но в любом случае массовая плотность пространства (гравитационного поля) между тесно расположенными планетами размером с Землю составляет менее чем 10-10 кг/м3 .

Плотность атмосферы земли на высоте 80 км 2*10-5 кг/м3. Только после высоты в 20 000 км плотность атмосферы приближается к определённой нами плотности пространства между сблизившимися планетами.

Как видим, даже при очень тесном сближении двух планет равных нашей Земле, плотность гравитационной энергии между ними так мала, что обнаружить достоверно наличие этой плотности проблематично.

Только на очень больших космических расстояниях, когда плотность материи на участке пространства очень мала, наличие некоторой плотности энергии гравитационного поля может оказать влияние на величину и знак гравитационного взаимодействия.

Примечание 1

В уравнении 22) сформировалась габаритная константа Вселенной Kвс=MвсRвс243πC2{K} rsub {вс} = {{M} rsub {вс}} over {{{R} rsub {вс} rsup {2} ∗ 4} over {3} π ∗ {C} ^ {2}}На протяжении жизни Вселенной, если она расширяется, значение этой константы должно меняться, но на протяжении жизни человеческой цивилизации её можно считать настоящей константой. Зная её значение, можно определять плотность пространства вблизи известных масс.

Примечание 2

Строго говоря, пространство наполнено не только гравитационным полем. Электромагнитные поля, которые могут быть описаны квантами с энергией, а значит, и массой также наполняют пространство. Но электромагнитные поля – наполнитель пространства, в отличие от гравитации, которая и есть пространство. Электромагнитные поля – свойство электрических зарядов. В отличие от массы, электрические заряды могут иметь знак, а заряды с одинаковым знаком отталкиваются. Это приводит к тому, что электромагнитные явления существуют как бы внутри гравитационных явлений, занимают локальные области внутри глобальной гравитации. Это похоже на высшие гармоники Вселенной, где основной тон – гравитация, затем электромагнитные и электрослабые взаимодействия, затем сильные взаимодействия. И так, может быть, до некоторого предела, когда для следующей гармоники не останется достаточной энергии, чтобы эта гармоника могла быть обнаружена.

«Пустое» пространство, как мы выяснили, обладает массой и энергией. Соответственно, и в этом «пустом» пространстве существуют высшие гармоники. Достаточно убедительно это показывают эксперименты по демонстрации эффекта Казимира (Генрих Казимир, 10909 — 2000).

 

Гравитация

Исаак Ньютон предложил в своё время формулу для закона всемирного тяготения.

F=GMmR2F = G {M ∗ m} over {{R} ^ {2}}   23)

В его формуле G – гравитационная постоянная. Значение гравитационной постоянной есть в справочниках. Величина этой постоянной и размерность зависят от выбора единиц измерения. Произвольный выбор единиц длины, времени и массы не позволяет установить понятный смысл величины G. Система единиц CL, позволяет установить, что смысл гравитационной постоянной геометрический, а формула закона всемирного тяготения принимает следующий вид 24)

F=14πMmR2F = {1} over {4 π} {M ∗ m} over {{R} ^ {2}}   24)

Вместо гравитационной постоянной в формуле находится безразмерный коэффициент, связанный с  геометрией. Гравитационное поле массы сферично.

Ускорение свободного падения на поверхности Земли определяется как 25)

g=14πMR2g = {1} over {4 π} {M} over {{R} ^ {2}}   25)

M=55844 W

R=6,378 L

g=109  S2/L

 

Сила, действующая на массу1кг =9,35*10-21  W, то есть её вес, соответствует 1,02*10-18 F или 9,8 Н в системе СИ.

Надо сказать, что вычисление ускорения свободного падения на поверхности Земли приводит к результатам, которые могут отличаться от значений, измеренных в конкретных точках поверхности. Это связано с тем, что форма Земли далека от идеального шара, а гравитационная постоянная в СИ, на основе которой мы получили единицу массы, определяется пока с не очень высокой точностью. Вероятно, что после разработки метода прямого определения и воспроизведения единицы массы в системе CL, точность вычислений может повыситься.

Для вычислений сил, действующих на объекты в околоземного космическом пространстве форма Земли оказывает существенно меньшее влияние, но остаётся погрешность, вызванная ограниченной точностью определения гравитационной постоянной.

Учитывая, что реальная среда, в которой может проявляться гравитационное взаимодействие, не может быть идеально чистой, а заполнена различными полями и излучениями, возможно, заполнена некоторым хоть и сильно разряженном, но материальным веществом (космическая пыль, газы, околоземный космический мусор и т. п.), которые могут оказывать влияние на взаимодействие масс в этой среде, в формулу закона всемирного тяготения может быть введена величина гравитационной проницаемости γ.

F=14πγMmR2F = {{1} over {4 π*γ}} ∗{ M ∗ m} over {{R} ^ {2}}   26)

В предстоящие задачи физики, видимо, входит разработка экспериментальной базы для измерения гравитационной проницаемости в различных реальных условиях.

Невозможно без дополнительных исследований утверждать, что гравитационная проницаемость может принимать значения только большие единицы, включая изменение её знака, как это можно было бы представить, равномерно заполнив пространство, в котором помещены взаимодействующие тела, какой-нибудь массивной, но проницаемой, не вязкой средой. В этом случае, между прочим, можно было бы наблюдать отрицательные массы, если внутри пробных тел нет «заполнителя». Такой эффект мы можем наблюдать в резервуарах с водой, где тела могут не только тонуть, но и всплывать.

С точки зрения космологии, можно представить себе огромные области космического пространства свободные от газа и пыли, но окружённые этими газом и пылью. Такие структуры должны вести себя подобно пузырям воздуха в воде. Только отсутствие внешнего гравитационного поля не позволит этим пузырям всплывать. Зато они смогут отталкиваться. В описанных условиях значение гравитационной  проницаемости примет отрицательное значение, и мы увидим «антигравитацию».

Если в природе существуют какие-то условия, которые могут усилить гравитационное поле, то значение гравитационной проницаемости должно принимать и значения меньшие единицы. Но таких явлений пока учёные не наблюдали.

Единицы СИ

Единицы CL

Время. Секунда, с. 1с= 3,335641*10^-3 T

Тайм, T. 1T= 299,792458 с.

Протяжённость. Метр, м. 1 м = 1*10-6 L

Линия, L. 1L=1000000 м.

Плотность.  ρ. 1Ед/м3 = 1*10-18 1/T2.

ρ,  1/T2  = 1*1018 ед/м3

Скорость. 1 м/с= 3,335641*10-9 S и L/T

S и L/T = 299792458 м/с

Ускорение. 1 м/с2=0,0898752433 S2/L или L/T2

1 L/T2=  11,126534557 м/с2

Скорость света C=299792458 м/с

C= 1S или 1L/T

Масса. 1кг=9,33*10-21 W

L3/T2 1W=1,0695*1020 кг

Гравитационная постоянная G=6,67428*10-11 м3/кг*с2.

1/4π — безразмерная величина

Электрическая постоянная ε0≈ 8,85418781762·10−12 Ф/м

Безразмерная единица

Постоянная тонкой структуры. α=1/137,036

 α=1/137,036

Электрический заряд 1Kл=1,23799*10-21 ед CL

Wэ, L3/T2 1 ед CL =8,0776*1020 Кл

Постоянная Планка. h=6,66206 Дж*с

2,6956*10-78 ед CL L5/T3

Заряд электрона. e = -1,602 17*10−19 Кл

e=-1,98348*10-40 ед CL

Масса электрона. me=9,109383*10-31 кг

me=8,51727*10-51 W

Сила. 1Н

1 F = 1W*1L/T2=1,19*1021 Н

 Вес 1кг  =9,8 Н

1,02*10-18 F

Масса Земли

M=55844 W

Средний радиус Земли

R=6,378 L

Ускорение свободного падения  g=9,8 м/с2

g=109 L/T2

 

Отношение силы взаимодействующих электрических зарядов к силе взаимодействия аналогичных масс в единицах CL величина безразмерная и равна -23287721859.

Антигравитация

 

Фантасты, наряду с машиной времени, показывают нам транспортные средства на принципе антигравитации. Такие фантасты есть не только в писательской среде, но и в стане физиков. Правда, и у физиков дальше некоторого описания, под которое подложена очередная безумная гипотеза, дело не идёт. Не создана машина времени, не создан гравилёт.

Тем не менее, антигравитацию люди наблюдают очень давно. Ещё древнегреческий учёный Архимед осознал наличие антигравитации, но не до конца понял её сущность. Архимеду пришлось говорить о вытеснении воды и равенстве веса вытесненной воды весу плавающего на ней тела. Немного позднее были проведены опыты по воздухоплаванию с применением аппаратов легче воздуха (воздушные шары, дирижабли). Ситуация повторилась.

Теперь посмотрим в суть явлений.

Есть два тела. Одно из них очень большое, это Земля. Второе тело имеет скромные размеры и низкую плотность. Оба тела погружены в атмосферу. Пусть эта атмосфера и не занимает всего окружающего пространства (как упомянутые ранее облака газа и пыли в космосе), но объекты опыта полностью в неё погружены.

F=14πγMmR2F = {{1} over {4 π*γ}} ∗{ M ∗ m} over {{R} ^ {2}}   26)

По формуле 26) можно определить силу гравитационного притяжения, но мы наблюдаем, что в течение значительного времени, после предоставления ему свободы, воздушный шар отталкивается от Земли (а по законам сохранения и Земля от него). Для корректировки формулы закона всемирного тяготения в формулу 26) включили коэффициент γ – гравитационная проницаемость, определяемый как γ=ρтρтρаγ = { {{ρ} rsub {т}} over {{ρ} rsub {т} − {ρ} rsub {а}}}   27)

 

Гравитационная проницаемость 27) зависит от плотности среды и плотности тел, погружённых в неё.

В соответствии с законом Архимеда, если масса вытесненного воздуха равна массе погруженного в него тела, то тело плавает, т. е., не испытывает воздействия сил гравитации. Если точнее, то если масса вытесненного воздуха равна массе погруженной в него системы тел, то система тел плавает, т. е., в среднем не испытывает воздействия сил гравитации. В этом случае γ =>∞, и плотность атмосферы ρа равна плотности погруженного в неё тела ρт.

Если плотность тела окажется меньше плотности окружающей среды, то на него будет действовать сила отталкивания от гравитирующего тела (Земли).

Теперь закон всемирного тяготения в системе CL может быть записан так 28)

 

F=ρтρаρтMm4πR2F = {{{ρ} rsub {т} − {ρ} rsub {а}} over {{ρ} rsub {т}}} ∗{ M ∗ m} over {4 %pi*{R} ^{2}}   28)

 

Поскольку в общем случае мы можем не знать характеристики большого тела, которое является основным источником гравитационного поля, можно исключить из формулы массу большого тела, включив в формулу напряжённость гравитационного поля. Поскольку теперь нет расстояния до какого-либо тела, а структура поля нам не известна, то остаётся указать лишь напряжённость поля в области пробного плавающего тела. Причём, даже абстрактная материальная точка, теперь получает плотность.

F=ρтρаρт.mgF = {{ρ} rsub {т} − {ρ} rsub {а}} over {{ρ} rsub {т .}} ∗ m ∗ g   29)

Формула 29) показывает, что даже при наличии некоторого гравитационного поля в исследуемой области пространства, некоторые системы тел, связанные внутренней гравитацией, могут испытывать отрицательные гравитационные силы со стороны внешнего гравитационного поля.

Некоторая условно устойчивая звёздная система, находясь в облаке плазмы, газа и пыли может не испытывать притяжения к находящейся на достаточном расстоянии чёрной дыре или другой звёздной системе, и даже отталкиваться от неё. Это может происходить, когда плотность относительно компактного объекта Вселенной меньше, чем плотность газопылевого окружения.

Современные учёные, не видя материи, окружающей разбегающиеся галактики, предлагают ввести понятие тёмной материи для объяснения их разбегания.

Но, если представить пространство, как свойство массивных объектов Вселенной, а всё пространство Вселенной суммой пространств этих объектов, то гравитационная проницаемость γ может отличаться от единицы и для «пустого» пространства. Пространство, как мы рассматривали, может обладать массовой плотностью. Это значит, что за счёт неравномерного распределения гравитационного поля по объёму вселенной, между некоторыми объектами вселенной возможно гравитационное отталкивание.

Импульс, закон сохранения

С этим явлением мы встречаемся очень часто. Захлопывая дверь автомобиля, мы сообщаем тяжёлой дверце импульс, который затем передаётся и самому автомобилю, что мы наблюдаем в виде его сотрясения, а также в виде не очень вежливых слов водителя нам вдогонку.

Импульс это характеристика движущегося тела. Обозначается импульс буквами P и p. Определяется импульс, как произведение массы тела на его скорость. С этого момента мы введём в наши формулы указание на то, что величина является векторной.

p=mvwidevec {p} = m ∗ widevec {v}   30)

Импульс – величина векторная, как и скорость. Вектор имеет направление. Возможно векторное сложение и умножение векторов. В подробной записи события с участием векторных величин необходимо указывать углы между ними, чтобы можно было определить результирующее значение величины, как по модулю (скалярной величине), так и по направлению действия.

Импульс это первая из рассматриваемых нами величин, для которой существует закон сохранения.

Закон сохранения импульса говорит о том, что векторная сумма импульсов всех тел замкнутой системы есть величина постоянная, если векторная сумма внешних сил, действующих на систему тел, равна нулю.

Это утверждение, как и все утверждения физики, можно записать в виде формулы 31).

i=1npisum from {i = 1} to {n} {widevec {{p} rsub {i}}}= const  31)

Если пренебречь трением, то во время игры в бильярд после удара по шару, он приобретает некоторый импульс, которым может поделиться с одним или несколькими другими шарами.

Направление импульса каждого шара при столкновении с бортом меняется, а стол остаётся недвижимым. Конечно, в реальной ситуации на каждый шар ещё действует сила трения. Если импульс, переданный шару при ударе по нему был достаточно малым, то шар может не докатиться до борта, потеряв энергию и остановившись.

Энергия

Энергия — единственная универсальная для всех уровней материи величина, которая сохраняется при всех взаимопревращениях. Значения энергии поля ускользает от измерения. Это связано с тем принципиальным обстоятельством, что во всех физических взаимодействиях проявляется только разность энергий физических систем в различные моменты времени или в различных точках пространства. Лишь гравитация «чувствует» саму энергию, а не её разности.

Кинетическая энергия движущегося тела определяется произведением его массы на квадрат скорости.

Ec=mv2{E} rsub {c} = m ∗ {v} ^ {2}   32)

Если вы вспомнили о кинетической массе, то поняли, что рост кинетической энергии при больших скоростях не пропорционален квадрату скорости, а более интенсивен.

Кроме кинетической энергии существует потенциальная. Потенциальная энергия, это энергия, которая может быть истрачена, но в данный момент ещё не начала тратиться. Лежащий на краю обеденного стола бильярдный шар может истратить потенциальную энергию, если его аккуратно подвести к краю и уронить…

Во время полёта к полу потенциальная энергия шара будет преобразовываться в кинетическую.

Шар находится в поле тяготения и испытывает ускорение свободного падения 33) (оно равно напряжённости гравитационного поля).

F=mgF = m ∗ widevec {g}   33)

Истраченная при падении потенциальная энергия определяется как ΔE=FΔLΔE = F ∗ ΔL34),

где ΔL это пройденный шаром при падении путь, или в данном случае – высота падения.

Эта же ΔE станет кинетической энергией шара до момента удара об пол.

При ударе, если ни шар, ни пол не оказались повреждены, кинетическая энергия перешла в тепловую энергию. Температура шара и пола в месте удара поднялась.

С этими событиями связан закон сохранения энергии. В общем случае этот закон охватывает все разделы физики. И говорит он о том, что в замкнутой системе сумма энергий всех её составляющих остаётся постоянной.

В системе шар-стол-пол шар имел потенциальную энергию, затем она перешла в кинетическую, а в конце падения в тепловую. Величина энергии, если пренебречь потерями при трении шара о воздух, осталась неизменной.

Энергия – величина скалярная.

Величина кинетической энергии тела Ec может быть определена через его массу и скорость, или через импульс и скорость.

Ec=mv22=pv2{E} rsub {c} = {{mv} ^ {2}} over {2} = {pv} ^ {2}   35)

Интересно, что Альберт Эйнштейн ввёл понятие полной энергии тела, которая включает в себя все внутренние и внешние энергии объекта.

E2=(mc2)2+(pc2)2{E} ^ {2} = {left ({mc} ^ {2} right )} ^ {2} + {left ({pc} ^ {2} right )} ^ {2}   36)

В этой формуле C – скорость света. Как мы помним, в применяемой нами системе CL скорость света численно равна единице.

Единица измерения энергии в СИ – джоуль. Джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной одному ньютону, на расстояние одного метра в направлении действия силы ΔE=FΔLΔE = F ∗ ΔL.

=8,40336*10-22 F, 1м = 1*10-6 L. 1Джоуль =8,40336*10-28 единиц энергии CL

Для электрических зарядов, электромагнитных и других видов волн также есть формулы, описывающие энергию этих объектов. Достаточно вспомнить слово электроэнергия.

В электротехнике энергия передаётся посредством электрического тока, сила которого в системе СИ определяется так:

Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение проходит заряд, равный 1 кулону.

Соответственно, в системе CL единица силы тока может быть определена, как прохождение заряда в 1 единицу CL за 1 ед. времени в CL.

1А = 1 К/1с=1,23799014724009E-21 едCL*1/299,792458  едCL=3,711401*10^-19  едCL

Энергия E переносимая электрическим током I по формулам электротехники может быть определена как E=UIt=I2Rt=U2RtE=U*I*t=I^2*R*t={U^2 over R}*t, где U – электрическое напряжение (разность потенциалов), R – электрическое сопротивление участка цепи.

Разность потенциалов определяется разностью напряжённости электрического поля.

Для электрического заряда потенциал его поля в точке определяется rfr φ=14πQR2φ = {1} over {4 π} {Q} over {{R} ^ {2}}, где R – радиус, расстояние от центра заряда. Для двух точек на разном расстоянии от центра заряда возникнет разность потенциалов Δφ=U.

В электрических цепях, конечно, нет точечных зарядов – источников электрического напряжения. Но генераторы, гальванические элементы, другие источники электроэнергии создают разность потенциалов на клеммах, к которым может быть подключена электрическая цепь.

Электромеханические генераторы, например как в автомобилях, преобразуют механическую энергию, полученную от двигателя в электроэнергию.

Для электрических цепей в СИ применяется единица напряжения 1 вольт.

Разность потенциалов между двумя точками равна 1 вольту, если для перемещения заряда величиной 1 кулон из одной точки в другую над ним надо совершить работу величиной 1 джоуль.

U=EQU=E over Q

1 Джоуль = 8,40336*10-28 единиц энергии CL , 1Kл=1,23799*10-21 ед CL, соответственно, 1 вольт = 3,53097*10-11 ед.CL.

Единицы СИ

Единицы CL

Время. Секунда, с. 1с= 3,335641*10^-3 T

Тайм, T. 1T= 299,792458 с.

Протяжённость. Метр, м. 1 м = 1*10-6 L

Линия, L. 1L=1000000 м.

Плотность.  ρ. 1Ед/м3 = 1*10-18 1/T2.

ρ,  1/T2  = 1*1018 ед/м3

Скорость. 1 м/с= 3,335641*10-9 S и L/T

S и L/T = 299792458 м/с

Ускорение. 1 м/с2=0,0898752433 S2/L или L/T2

1 L/T2=  11,126534557 м/с2

Скорость света C=299792458 м/с

C= 1S или 1L/T

Масса. 1кг=9,33*10-21 W

L3/T2 1W=1,0695*1020 кг

Гравитационная постоянная G=6,67428*10-11 м3/кг*с2.

1/4π — безразмерная величина

Электрическая постоянная ε0≈ 8,85418781762·10−12 Ф/м

Безразмерная единица

Постоянная тонкой структуры. α=1/137,036

 α=1/137,036

Электрический заряд 1Kл=1,23799*10-21 ед CL

Wэ, L3/T2 1 ед CL =8,0776*1020 Кл

Постоянная Планка. h=6,66206 Дж*с

2,6956*10-78 ед CL L5/T3

Заряд электрона. e = -1,602 17*10−19 Кл

e=-1,98348*10-40 ед CL

Масса электрона. me=9,109383*10-31 кг

me=8,51727*10-51 W

Сила. 1Н =8,40336*10-22 F

1 F = 1W*1L/T2=1,19*1021 Н

 Вес 1кг  =9,8 Н =1,02*10-18 F

Масса Земли

M=55844 W

Средний радиус Земли

R=6,378 L

Ускорение свободного падения  g=9,8 м/с2

g=109 L/T2

Электрический ток. 1А =3,711401*10-19  едCL

L3T-3

Энергия.  1Джоуль =8,40336*10-28 единиц энергии CL

 

Разность электрических  потенциалов 1 вольт = 3,53097*10-11 ед.CL

 

 

Отношение силы взаимодействующих электрических зарядов к силе взаимодействия аналогичных масс в единицах CL величина безразмерная и равна -23287721859.

Теория относительности

Официальная теория относительности (ТО) подразделяется на специальную (СТО) и общую (ОТО) теории. Специальная рассматривает только относительное движение, а общая ситуации связанные с гравитацией. В нашем изложении мы объединим эти теории, и будем их вместе называть теорией относительности. Мы не будем оспаривать гениальность великого учёного, но должны сделать несколько замечаний в связи с тем, что наука не стоит на месте.

Прежде всего, отметим, что в ТО применяется понятие континуума – пространства-времени. Поскольку времени, как физической сущности нет, то использование в континууме в качестве четвёртого измерения времени – построение умозрительное, как и само время. Это не значит, что ТО не верна. Здесь мы наблюдаем ситуацию, подобную ситуации с эпициклами Птолемея. Инструмент прекрасно описывает наблюдаемые явления, но всё же, не отражает в полной мере глубинную суть природы. Тем не менее, пока не создана теория всего, ТО занимает прочное место среди разделов физики.

В теории относительности установлен предел распространения взаимодействий, который определён, как скорость света, значение которой присутствует во всех её формулах. Применяя CL в формулах СТО и ОТО можно избежать применения значения скорости света, как постоянной не равной единице. Это может упростить вычисления. Кроме того и значение гравитационной постоянной можно заменить на 1/4π.

Сам Эйнштейн постоянно применяет относительную приведённую скорость, как безразмерный член в своих уравнениях. Его вполне можно заменить на приведённую скорость из CL.

Это со всеми формулами, приведёнными ниже, вы сможете проделать самостоятельно, если интересно, поскольку формулы во избежание кривотолков приведены в общепринятом виде.

В ОТО и СТО рассматриваются ситуации, когда пространство-время искривлено. Вызвано это искривление силами гравитации или высокой скоростью относительного движения объекта наблюдения.

Учитывая, что время — параметр информационный, построения с искривлённым пространством также информационны (построены на восприятии, умозрительны).

Тем не менее, это, пусть и умозрительное, искривление пространства вблизи значительных масс должно приводить к изменениям в законах, описанных классической физикой. Во всяком случае, так считают многие.

Трудно сравнивать события на объекте с точки зрения наблюдателя на объекте и внешнего наблюдателя, когда к объекту наблюдения у вас нет доступа. Например, летящий мимо вас с субсветовой скоростью космический корабль вы никогда не посетите и не спросите его пассажиров о том, что там происходило. Но есть ситуации, когда можно сравнить происходящее, глядя через призму теории относительности и глядя на происходящее прямо с места событий.

Одна из таких ситуаций – движение по орбите вокруг массивного тела.

Для движущегося по орбите тела написано множество интересных формул, связанных с законами Ньютона, Кеплера, ну и Эйнштейна.

В число практических задач нашего времени входит расчёт второй космической скорости. С ней связана ещё одна, уже более далёкая от практики задача – определение гравитационного радиуса, когда вторая космическая скорость приблизится к скорости света.

Первая задача решается исключительно в рамках классической физики. Поскольку вторая космическая скорость, хоть и высока, но обычно не достаточно высока, чтобы стать близкой к скорости света. Для решения второй задачи можно применить аппарат, как классической физики, так и теории относительности.

Найти гравитационный радиус в классической физике можно из формулы для определения второй космической скорости, где в качестве скорости использована скорость света Rg=2Gm/C2Rg = 2 {G ∗ m} / {{C} ^ {2}}   37).

Но можно применить и формулы теории относительности для случая искривлённого пространства в поле тяготения. Следующая формула определяет ускорение свободного падения на расстоянии R от центра массивного тела g=GMR212GMRC2g = {G ∗ M} over {{R} ^ {2} ∗ sqrt {1 − {2 ∗ G ∗ M} over {R ∗ {C} ^ {2}}}}  38).

Аналогичная формула из классической физики g=GMR2g = G {M} over {{R} ^ {2}}39).

В формуле 38) есть скорость света, как константа, в формуле 39) её нет.

Если в формуле 38) радиус R будет стремиться к значению  Rg=2MGC2Rg = 2 {MG} over {{C} ^ {2}}, то R приблизится к значению гравитационного радиуса, а ускорение свободного падения будет расти неограниченно.

Но в формуле из классической физики 37) «космонавтом на орбите массивного тела» уже определён гравитационный радиус.

Ускорение свободного падения классической физикой определяется формулой 39). Если в неё подставить значение гравитационного радиуса, значение g не будет стремиться к бесконечности, но будет очень большим. Вычислим для случая с компактным телом, радиус которого меньше гравитационного, а масса равна массе Земли.

Масса Земли M=5,97219 × 10^24 кг.

Гравитационный радиус для земли Rg=0,0884 м.

g=5,97219×1024кг.6,674281011м3·с2·кг10,08842g = 5,97219 × {10} ^ {24} кг . ∗ 6,67428 ∗ {10} ^ {− 11} {м} ^ {3} · {с} ^ {− 2} · {кг} ^ {− 1} ∗ {0,0884} ^ {− 2}=5,1*1016 м*с-2

Больше, чем десять в шестнадцатой степени м*с-2! Ускорение свободного падения на поверхности Земли всего 9,8 м*с-2.

Экспериментально обнаружить, что тело развило скорость равную второй космической, просто – тело покинет орбиту навсегда.

Разница в двух вычислениях только в значении g. В одном случае, для наблюдателя с другой планеты g стремится к бесконечности, в другом – для «космонавта на орбите» имеет умопомрачительно огромное значение.

В одном случае в математический аппарат заложено максимально возможное в природе значение скорости, а в другом это значение скорости ограничено природным эталоном и условием его применения.

Можно сказать, что в теории относительности включена «защита от дурака» и невозможно в формулах применить значение скорости выше скорости света.

ТО это взгляд со стороны, а классическая физика – взгляд с места событий. Там, где непосредственно участвовать в событиях невозможно, остаётся только взгляд со стороны.

В связи с определёнными нами зонами действия классической физики и ТО, бесполезно искать противоречия в ТО, как это делают некоторые учёные и противники ТО. Классическая физика и ТО всего лишь взгляды с разных точек зрения. Но пытаться из теории относительности выводить более общие законы природы – дело не благодарное. Из эпициклов трудно установить законы взаимодействия планет, хотя, установить некоторые закономерности, которые возникли в связи с этим взаимодействием, можно. Но лучше взять теорию Коперника, дополненную Кеплером, в которой суть происходящего «на ладони».

Тем не менее, ТО содержит очень важные для практики соотношения. Напомним, что во всех формулах теории относительности применяется приведённая безразмерная скорость v/c.

E=(mc2)2+(pc)2=mc21v2c2E = sqrt {{left ({mc} ^ {2} right )} ^ {2} + {left (pc right )} ^ {2}} = {{mc} ^ {2}} over {sqrt {1 − {{v} ^ {2}} over {{c} ^ {2}}}}   40)

В 40) энергия движущегося тела для внешнего наблюдателя при приближении его скорости к скорости света стремится к бесконечности.

dt=dt01v2c2=dt012gxc2dt = {{dt} rsub {0}} over {sqrt {1 − {{v} ^ {2}} over {{c} ^ {2}}}} = {{dt} rsub {0}} over {sqrt {1 − {2 gx} over {{c} ^ {2}}}}   41)

В 41) при движении тела со скоростью близкой к скорости света для внешнего наблюдателя темп хода времени на движущемся теле замедляется.

При нахождении тела в гравитационном поле для внешнего наблюдателя темп хода времени на нём замедляется.

 

l'=l1v2c2l ' = l ∗ sqrt {1 − {{v} ^ {2}} over {{c} ^ {2}}}   42)

В 42) при движении тела со скоростью близкой к скорости света для внешнего наблюдателя, масштаб длинны на движущемся теле уменьшается (длина тела в направлении движения сокращается).

Во всех случаях мы указали, что закономерность соблюдается для внешнего наблюдателя. Но для всех наблюдателей всегда будет сохраняться полная энергия.

E2=(mc2)2+(pc)2{E} ^ {2} = {left (m ∗ {c} ^ {2} right )} ^ {2} + {left (pc right )} ^ {2}   43)

Внешнему наблюдателю будет видно, что при увеличении скорости пролетающего мимо тела увеличивается его масса. При этом для наблюдателя на самом движущемся теле, оно не движется, и не меняет своих параметров, как бы местный наблюдатель не пытался его разогнать. Но окружающий мир для движущегося относительно этого мира наблюдателя будет преображаться в соответствии с приведёнными выше формулами. Но полная энергия окружающего мира будет константой.

Представляет интерес, что будет наблюдать падающий в чёрную дыру наблюдатель. В то время как внешние наблюдатели обнаружат остановку времени у падающего наблюдателя, сам он просто будет продолжать падать. (Оборот «в то время как» не корректен в данном случае, поскольку причинно-следственной связи между событиями у падающего и наблюдающего нет. Это разные времена.) Пространство в области горизонта событий уплотнено настолько, что в направлении центра чёрной дыры оно может выглядеть для падающего наблюдателя бесконечным, как обычное наше окружающее пространство. События за спиной падающего наблюдателя будут казаться ему ускоренными и уплотнёнными. Излучения, падающие со спины, будут всё жёстче и жёстче. За счёт уплотнения событий, энергия излучения будет расти до тех пор, пока наблюдатель сможет выдерживать этот рост. Градиент плотности пространства длительное время будет не заметен. Затем будет заметно наблюдаемое растяжение в направлении падения, при взгляде в ту же сторону. При этом все законы физики будут сохраняться внутри наблюдателя до момента гибели от догоняющего излучения.

Траектория распространения света

Абсолютно изотропного пространства в реальности нет. Наличие гравитационных и электромагнитных полей изменяет свойства пространства, создавая градиенты его плотности.

Скорость света при этом для внешнего наблюдателя может оказаться величиной не постоянной. А при наличии рассеянных масс пыли, газа и плазмы изменяется гравитационная проницаемость, что тоже отражается на свойствах пространства и на изменении скорости распространения света в разных его областях. Наглядным примером изменения скорости света для внешнего наблюдателя является огибание лучём света массивных объектов. Изменение направления движения не может происходить без изменения скорости движения. Тем не менее, свет по своей траектории распространяется за счёт передачи энергии в шагах процесса жизни Вселенной, который определяет равномерное движение. Наблюдая явления из пространства с неравномерно распределённой плотностью, мы увидим картину мира в кривом зеркале.

Градиенты плотности могут описываться геометрией Минковского как искривление пространства-времени. Что происходит в реальности, пока не скажет никто, но мы предположили, что четыре измерения пространства-времени умозрительны, а реально есть только квантованный процесс передачи энергии.

Во всяком случае, изменение градиентов плотности пространства представимо без привлечения искривлённого пространства-времени и геодезических линий в нём.

В областях с градиентами плотности пространство ведёт себя подобно оптическим средам (их можно описать, применив идею об искривлении оптических сред в четырёх измерениях пространства-времени). В более плотных областях скорость света оказывается ниже, и фронт волны изменяет своё направление, проходя области с градиентом плотности.

Гравитационное поле вместе с другими полями, собственно и образуют пространство. Не гравитационное поле и другие поля в пространстве, а другие поля в гравитационном поле, или другие поля в пространстве.

Суперпозиция гравитационных полей приводит к некоторому в среднем нейтральному полю-пространству. При этом это поле продолжает иметь структуру, которая современной физикой описывается как физический вакуум.

Поведение гравитационного поля описывается, как поле гравитационного заряда – массы. Но у этих зарядов нет знака, а величина всегда положительна. Только в относительно плотных облаках газа и пыли возможно образование протяжённых массовых «дырок», когда область пространства, занятого такой дыркой может быть описана, как отрицательная масса.

Области с «отрицательной массой» будут оказывать влияние на проходящий через них свет, как рассеивающие линзы.

Конус событий

Световой конус (изотропный конус, нулевой конус) — гиперповерхность в пространстве-времени (чаще всего в пространстве Минковского), ограничивающая области будущего и прошлого относительно заданного события.

Поскольку прошлое и будущее суть информационные построения сознания, то конус событий позволяет оценить наличие или возможность наличия связи двух событий в общей цепочке причин и следствий. Наличие ограничения для скорости передачи сигнала ограничивает возможность связи событий в удалённых друг от друга областях пространства. Если между объектами световой год, то для интервала времени в один месяц события на этих объектах никак не связаны. Да и на больших интервалах времени трудно в таком случае установить связь между событиями. Такие объекты живут каждый в своём времени.

Наличие градиентов плотности в пространстве приведёт к искажению такого конуса, построенного для конкретной области пространства.

Движение наблюдателя или наблюдаемого объекта происходит с одной стороны в пространстве, а с другой представляет связанную цепочку событий – изменений состояния объекта в пространстве.

Достижение объектом скорости равной скорости света должно привести к разрыву цепочки причин и следствий, объект выйдет за пределы конуса событий. Но цепочка причин и следствий может только разветвиться или прерваться. Разорваться она не может.

 Интервалы, о которых говорят при построении траектории тела в четырёхмерном пространстве-времени, описывают всё тоже воспринимаемое изменение темпа времени и сокращение длин, которые описаны и формулами.

По сути, интервал описывает соотношение гипотенузы и трёх катетов в вымышленном четырёхмерном пространстве, где три оси — независимые пространственные, а одна — интегрированная ось цепочки причин и следствий с указанием интегрального кванта события (центр конуса).

Всё выше сказанное наводит на мысль о том, что только полная энергия объектов Вселенной не зависит от точки зрения и абсолютна. Все остальные параметры относительны и зависят от точки зрения, относительного движения, разности напряжённости гравитационного поля для наблюдаемого объекта и наблюдателя.

Для тех, кто заинтересовался изложенным, спешим предупредить, – не стремитесь искать ошибки в существующих теориях. Их там нет, как нет и у Птолемея в эпициклах. Ищите ошибки в самом основании этих теорий. От того, какое основание вы подложите, зависит вид теории. Если основание истинно, то и теория будет истинной. Пока мы не видим существенного преимущества у рассмотренных классической физики и теории относительности. Они имеют различно построенные фундаменты, описывают мир с разных точек зрения.

«Странные» наблюдения

Рассмотрим некоторые результаты наблюдений учёных, которые вызывают у энтузиастов сомнения в верности теорий современной физики.

Кривая вращения галактики

На большом расстоянии от центра Галактики кривая вращения должна иметь кеплеровский убывающий характер, однако наблюдения показывают, что это не так. Как это явление может быть объяснено?

Говоря о радиусе вселенной, мы предполагали, что она имеет равномерно распределённую плотность по всему своему объёму. Но это может быть и не так. В таком случае отдельные массивные образования типа галактик, которые находятся слишком далеко от других массивных образований, могут вести себя подобно отдельной вселенной. Неравномерная плотность пространства приведёт к эффектам, которые уже теперь наблюдают астрономы, пытаясь объяснить их наличием тёмной материи. Попробуем исключить лишнюю сущность из рассуждений, воспользовавшись бритвой Оккама.

Рассмотрим гипотетическую вселенную, состоящую из одной галактики с массивным ядром и лёгкими звёздами. Поскольку радиус такой вселенной будет сравним с видимым радиусом галактики, напряжённость гравитационного поля на орбитах звёзд может быть определена по формуле:

g=M(1Rk/Rвсk)4πR2g = {M ∗ left (1 − {{R} ^ {k}} / {{Rвс} ^ {k}} right )} over {4 π ∗ {R} ^ {2}}

Коэффициент k в показателях степени должен быть определён экспериментально.

Скорость объекта по орбите в классическом определении вычисляется по формуле

S=MRS = sqrt {{M} over {R}}.

При этом, в обычных условиях нет зависимости от g, хотя трудно понять, как может поддерживаться скорость на орбите, когда g стремится к нулю. Когда изменяется метрика пространства, и радиус R, измеренный локально, может стремиться к бесконечности, внешние измерения покажут некоторое разумное значение R.

Качественно движение по орбите в нашем примере может быть описано следующим образом.

На расстоянии радиуса вселенной напряжённость гравитационного поля – g отсутствует, и нет также возможности движения в направлении от центрального тела. Только по орбите. При этом, наблюдатель, находящийся на такой орбите, субъективно будет двигаться по прямой.

Единственный закон сохранения, действующий во всех условиях, это закон сохранения энергии.

Скорость на наблюдаемой орбите будет определяться кинетической энергией тела. Приблизительно это может быть описано формулой:

S=MR+RRвсMRкритS = sqrt {{M} over {R}} + {R} over {{R} rsub {вс}} ∗ sqrt {{M} over {{R} rsub {крит}}}

Rкрит это радиус условного «отвязывания» движущегося объекта от центральной массы, когда линейная скорость тела больше не зависит от неё.

Дальнейшее движение по наблюдаемым орбитам уже не определяется законами Кеплера, и их скорости превысят значения, определённые по известным формулам. Это и наблюдается  астрономами.

Реальная далёкая галактика может вести себя подобно отдельной вселенной, если связь её пространства с другими пространствами снижена за счёт значительной удалённости от них. Значение радиуса вселенной для таких галактик окажется незначительно больше радиуса самой галактики.

На скорость наблюдаемого движения окрестностей галактик влияет не тёмная материя, а изменение относительной метрики пространства и сил взаимодействия с центральным телом.

Эффект «Пионера»

Википедия говорит об этом эффекте следующее:

«Эффект «Пионера» (эффект «Пионеров», аномалия «Пионеров») — наблюдаемое отклонение в траектории движения различных космических аппаратов от ожидаемой (рассчитанной по текущей модели движения космических тел). Эффект был обнаружен при наблюдении за первыми космическими аппаратами, достигшими внешних пределов Солнечной системы (преодолевших орбиту Плутона), — «Пионер-10» и «Пионер-11». Оба «Пионера» замедляются под совместным действием силы гравитации Солнца и других сил, однако при очень точном определении ускорения (замедления) аппаратов и сравнении его с теоретически рассчитанным обнаруживается дополнительная очень слабая сила неизвестной природы, отличная от всех других известных сил, влияющих на аппараты».

Этот эффект выражается в наблюдении ускорения в сторону солнца, которе не определяется вычислениями движения аппарата. При условии верности нашей модели Мироздания, этот эффект должен наблюдаться в связи с изменением метрики пространства при удалении от образующих его масс. Фиолетовое смещение, наблюдаемое со стороны Солнца, сменится на красное, если наблюдать за аппаратом снаружи, из-за пределов Солнечной системы.

Открытие гравитационных волн

Гравитационные волны, по мнению физиков, обнаружены 17 августа 2017года, когда Земли достигли как световые, так и гравитационно-волновые сигналы слияния нейтронных звезд.

(О первом прямом детектировании гравитационных волн коллаборациями LIGO и VIRGO было объявлено 11 февраля 2016 года).

Источником гравитационных волн в этих экспериментах являются системы массивных астрономических объектов.

Но каждая частица или тело имеют двойственную природу. Массивная частица обладает длиной волны, согласно представлениям современной квантовой механики hν=mC2. Проблема состоит только в том, что чувствительности современных приборов обычно далеко не достаточно, чтобы зафиксировать волны от нейтральных массивных частиц, радиус которых меньше длины волны, соответствующей им. Тем не менее, такие опыты проводились с нейтронами , у которых в эксперименте длина волны была ~ 2 нм. И эти эксперименты позволили обнаружить их дифракцию на щелях в экране из поглощающего нейтроны материала, и соответствующую интерференционную картину. Сложность опыта иллюстрируется уже тем, что при достаточно интенсивном потоке нейтронов опыт длился 320 часов. Всё же, интерференционная картина от электрически нейтральных частиц обладающих массой была обнаружена в 1988 году. При этом, нейтроны не взаимодействовали с ядрами атомов, где есть слабые и сильные взаимодействия, а проходили через две узких щели в материале с высоким коэффициентом поглощения нейтронов.

Что за волны образовали интерференционную картину? Если говорить, что это волны вероятности, то не сказать ничего. Вероятность лишь математический образ и инструмент, позволяющий проводить измерения там, где другие методы не доступны. А интерференционная картина образовалась от материального проявления волновых свойств массивными частицами.

А какая природа волн может быть связана с массивными частицами? По всей видимости – гравитационная, раз уж масса является источником гравитации.

Заключение

 

Мы достаточно бегло рассмотрели некоторые закономерности и факты из физики. Собственная система единиц измерений физических величин, помогла нам объединить некоторые закономерности, показав их родство. Размерность единиц измерения теперь вычисляется быстро, появилась возможность удобного контроля ошибок при выведении формул.

Мы совершенно не касались сложных математических инструментов. Такие инструменты необходимы профессионалам из разных областей науки, поскольку позволяют выполнять достаточно точные вычисления, получать практически важные результаты. Но объяснение явлений в наблюдаемом мире должно быть простым. Если человек, именующий себя учёным, не в состоянии объяснить предмет простым языком, он не понимает его сам, и в качестве маскировки этого непонимания применяет язык непонятный не специалистам, объясняя им свой предмет.

Гипотезы, которые применены для объяснения самых сложных, ввиду своей простоты понятий, не имеют научного признания, но позволяют объяснить для себя явления и понятия, которые не могут доходчиво объяснить профессионалы.

Мы же не стремимся к международному признанию своего авторитета. Просто мы хотим внутреннего равновесия.

Ссылка на документ в формате PDF От_дилетанта

Это отредактированный и дополненный документ, который был опубликован ранее. Текст будет обновляться. Обо всех обновлениях будут сообщения на этой странице.

(Visited 8 times, 1 visits today)

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *