Гравитация: Дьявол кроется в деталях

Я уже обращался к этой теме на сайте «Крамола». Боюсь, что в прошлой статье подошел к аргументации гипотезы несколько легкомысленно. Эта статья – попытка исправить свою ошибку. Она содержит идеи, которые прямо сейчас можно начать применять в гравиметрической геодезии, сейсмологии и космической навигации, а не является попыткой затеять очередной бессмысленный спор с адептами устоявшейся догмы.

Предлагается гипотеза, с точки зрения которой два фундаментальных свойства массы – гравитацию и инерцию, следует рассматривать как проявление глобального механизма компенсации изменений, происходящих в пространстве и во времени. Гравитация рассматривается как компенсация изменений в пространстве – избыточного расширения или сжатия, то есть как имеющая потенциальную основу. Инерция – как имеющая кинетическую основу компенсация изменений во времени – то есть избыточного расширения или сжатия временных рамок происходящего, иначе говоря, положительных или отрицательных ускорений. Эквивалентность инертной (на кинетической основе) и гравитационной (на потенциальной основе) масс, таким образом, прямо следует из второго закона Ньютона: m = F/a.

Касательно инерции такая постановка вопроса выглядит достаточно очевидно. Гравитация же должна стремиться к восстановлению баланса между положительной и отрицательной потенциальными энергиями, то есть между создаваемыми полями силами притяжения и отталкивания. Таким образом, если существуют силы отталкивания между объектами, то гравитация будет стремиться сблизить их. Если притяжения — то напротив, отдалить.

Проблема в том, что для подтверждения этого предположения необходимо вычленить единичное проявление гравитации, на уровне атома, лишь тогда это свойство гравитации будет выглядеть наглядно.

Физики под руководством Питера Энгельса, профессора физики и астрономии Вашингтонского университета, охладили атомы рубидия до состояния практически абсолютного нуля и лазерами захватили их, заключив в “чаше” размером менее ста микрон. Разорвав “чашу”, он позволили рубидию вырваться наружу. Эти атомы исследователи “толкали” уже другими лазерами, меняя их спин, и при этом атомы начинали себя вести так, как будто они имеют отрицательную массу — ускоряться уже  навстречу действующей на них силе. Исследователи полагают, что столкнулись с неизученным проявлением отрицательной массы. Я же склонен думать, что они наблюдали примеры единичных действий гравитации, которая стремилась компенсировать изменение потенциальной энергии у отдельных атомов. 

Гравитационное притяжение – явление глобальное. Следовательно, оно должно противодействовать отталкивающим силам на потенциальной основе, которые присутствуют во всех агрегатных состояниях вещества; ведь притягиваются и газы, и твердые тела, и плазма. Такие силы существуют, и они обуславливают действие запрета Паули, согласно которому два и более тождественных фермиона (частицы с полуцелым спином) не могут одновременно находиться в одном и том же квантовом состоянии.

Если расстояние между атомами в молекуле увеличивается, то потенциальная энергия отталкивания внешних электронов, соответственно, должна уменьшаться. Как следствие, это должно вызвать и уменьшение гравитационной массы молекулы. В твердом веществе расстояния между атомами зависят от температуры – причины температурного расширения. Профессор кафедры ТТОЭ Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики А.Л. Дмитриев экспериментально обнаружил уменьшение веса образца при нагревании («ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СИЛЫ ТЯГОТЕНИЯ» профессор А. Л. Дмитриев, Е. М. Никущенко).

По той же логике вес монокристалла, в котором расстояния между атомами вдоль различных его осей неодинаковы, должен отличаться при различных его положениях относительно вектора силы тяжести. Профессор Дмитриев экспериментально обнаружил разность масс образца кристалла рутила, измеренную при двух взаимно-перпендикулярных положениях оптической оси кристалла относительно вертикали. По его данным среднее значение разности масс кристалла равно – 0,20 мкг при СКО среднего 0,10 мкг (А. Л. Дмитриев «Управляемая гравитация»).

Исходя из предлагаемой гипотезы, при квазиупругом ударе падающего тела о твердую поверхность его вес в момент удара должен увеличиться как результат реакции гравитации на появление дополнительных сил отталкивания. Профессор А.Л. Дмитриев сравнил коэффициенты восстановления при горизонтальном и вертикальном ударах стального пробного шарика диаметром 4,7 мм о массивную полированную стальную плиту.

Коэффициент восстановления характеризует величину ускорения шара при ударе под действием сил упругости. При вертикальном ударе коэффициент восстановления в эксперименте оказался заметно ниже, чем при горизонтальном, что демонстрирует приведенный ниже график.

Учитывая, что величина электромагнитных сил упругости в обоих экспериментах одинакова, остается вывод, что при вертикальном ударе шарик становился тяжелее.

Парадоксы гравитации проявляются и в более привычных для нас масштабах. Используя в названии статьи это меткое выражение, я прежде всего имел ввиду гравитационные аномалии, ибо именно в их разнообразии, а не в строгих законах небесной механики, проявляется сама суть природы гравитации.

Существует такой метод разведочной геофизики, как микрогравиметрия, основанный на измерении поля силы тяжести, выполняемом очень точными приборами. Разработаны подробные методики анализа результатов измерений, в основе которых установка, что гравитационные отклонения определяются плотностью залегающих пород. И хотя в трактовке результатов съемок существуют серьезные проблемы, чтобы конкретно указать на противоречие, необходима полная информация о недрах в районе замера. А об этом пока можно только мечтать. Поэтому необходимо выбрать объект съемки однородного минерального состава, структура которого более или менее понятна.

В этом плане я хочу предложить рассмотреть визуализацию результатов гравиметрической съемки одного из сохранившихся “чудес света” – Великой пирамиды Хеопса. Эту работу провели французские исследователи в 1986 году. Были обнаружены по периметру пирамиды широкие полосы с меньшей, примерно, на 15% плотностью. Почему образовались разреженные полосы вдоль стен пирамиды, французские ученые объяснить не смогли. Учитывая, что данное изображение,  по сути своей, является проекцией сверху, такое распределение плотностей не может не удивлять.

Следовательно, в разрезе это распределение плотностей должно выглядеть примерно так:

Логику в такой структуре обнаружить сложно. Вернемся к первому изображению. В нем угадывается спираль, что недвусмысленно указывает на порядок возведения пирамиды – последовательное наращивание боковых граней с переходом по часовой стрелке. В этом нет ничего удивительного – такой способ строительства наиболее оптимален. И так как ко времени наложения нового слоя предыдущий уже успел просесть, то, в свою очередь, новый, проседая, «стекает» по старому, как отдельный пласт. И вся пирамида, таким образом, не представляет собой не совсем монолитную конструкцию – ее каждая сторона состоит из нескольких отдельных пластов.

Допустим, если придерживаться общепринятой установки, эти аномалии могли быть вызваны уплотнением грунта под давлением наклонных пластов. Однако известно, что пирамида стоит на скальном основании, которое никак не могло уплотниться на 15%. А теперь взгляните, что получается, если придерживаться мнения, что аномалии – результат внутренних напряжений, вызываемые давлением отдельных боковых пластов на скальный грунт.

Такая картина выглядит гораздо более логичной.

Вне всякого сомнения, анализ гравиметрических данных – это очень сложная задача со многими неизвестными. Неоднозначность толкований здесь – обычное дело. Тем не менее, ряд тенденций указывают на то, что отклонения значения силы тяжести порождаются не различиями в плотности залегающих пород, а наличием внутренних напряжений в них.

Внутренние напряжения сжатия должны накапливаться в твердых горных породах, таких, как базальт, и действительно – базальтовые вулканические острова и гряды океанических островов характеризуются значительными положительными аномалиями Буге. Горные породы малой твердости – осадочные, пеплы, туфы и т.д., обычно образуют минимумы. В областях молодых поднятий преобладают напряжения растяжения, и там наблюдаются отрицательные аномалии силы тяжести.  Растяжения земной коры имеет место в области абиссальных желобов, и последние обладают резко выраженными поясами отрицательных гравитационных аномалий.

В областях поднятия в гребне преобладают напряжения растяжения, а у его подножия – напряжения сжатия. Соответственно и аномалии Буге имеют минимум над гребнем поднятия и максимумы по его сторонам.

Аномалии силы тяжести на материковом склоне в большинстве известных случаев связывают  с разрывами и разломами коры. Отрицательные аномалии силы тяжести океанских хребтов с большими градиентами так же связывают с проявлениями тектонических  движений.

В аномальном гравитационном поле зонами больших градиентов и полосовыми максимумами силы тяжести чётко разделяются границы отдельных блоков. Это гораздо более характерно для изменения знака напряжений; трудно объяснить резкие границы между породами различной плотности.

Наличие напряжений на растяжение вызывает появление разрывов и образование внутренних полостей, поэтому имеющие место совпадения отрицательных аномалий и полостей вполне закономерны.

В работе «ГРАВИТАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ ПЕРЕД СИЛЬНЫМИ УДАЛЕННЫМИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯМИ» ХАИН В. Е., ХАЛИЛОВ Э. Н., указывают, что многократно зарегистрированы вариации силы тяжести перед сильными землетрясениями, эпицентры которых находятся на удалении в 4-7 тысяч километров от регистрирующей станции. Характерно, что в большинстве случаев, перед далекими сильными землетрясениями наблюдается сначала снижение, а затем увеличение силы тяжести. В подавляющем большинстве случаев наблюдается «вибрация записи» — относительно высокочастотные колебания показаний гравиметра, с частотой 0,1—0,4 Гц, которая прекращается сразу после землетрясения(!). Замечу, что скачек силы тяжести может быть столь значительным, что регистрируется не только специальными приборами: в Париже в ночь с 29 на 30 декабря 1902 года в 1:05 остановились практически все стенные маятниковые часы. Понимаю, что неизбежна огромная инерция разработанных годами методик, опубликованных научных работ, но отказавшись от общепринятой установки зависимости гравитационных аномалий от плотности пород, гравиметристы смогли бы добиться большей определенности при анализе полученных данных, и более того, даже несколько расширить поле своей деятельности. Например, можно дистанционно контролировать распределение нагрузки на грунт несущих опор крупных мостов, аналогично – плотин, и даже организовать новое направление в науке – гравиметрическую сейсмологию. Интересный результат может принести и комбинированный метод – регистрация изменений силы тяжести в момент проведения сейсморазведки. Исходя из предлагаемой гипотезы, гравитация отвечает на равнодействующую всех прочих сил, поэтому сами гравитационные силы противодействовать друг другу не могут в принципе. Иначе говоря, из двух противоположно направленных гравитационных сил та, что меньше по модулю, просто перестает существовать. Примеров тому, не понимая простой сути явления, критики закона Всемирного тяготения обнаружили довольно много. Я выбрал из них только самые очевидные: - согласно расчётам, сила притяжения между Солнцем и Луной, в момент прохождения Луны между Луной и Солнцем, более чем в 2 раза выше, чем между Землёй и Луной. И далее Луна должна продолжить свой путь по орбите вокруг Солнца, - система Земля-Луна вращается не вокруг центра масс, а вокруг центра Земли. - не обнаружено уменьшения веса тел при погружении в сверхглубокие шахты; напротив, вес увеличивается пропорционально уменьшению расстояния до центра планеты. - не обнаруживается собственное тяготение у спутников планет-гигантов: последнее не оказывает своего влияния на скорость пролета зондов. Вектор силы тяжести направлен строго к центру Земли и у любого тела, имеющего ненулевые горизонтальные размеры, направления векторов притяжения из различных его точек по длине уже не совпадают. Исходя из предлагаемого свойства гравитации, силы притяжения, действующие на правую и левую части, должны частично взаимно погашаться.  И, следовательно, вес любого предмета продолговатой формы в горизонтальном положении должен быть меньше, чем в вертикальном. Такое отличие экспериментально обнаружил профессор А.Л. Дмитриев. В пределах ошибок измерений, вес стержня из титана в вертикальном положении систематически превышал его горизонтальный вес – результаты измерений приведены в следующей диаграмме:

(А. Л. Дмитриев, В. С. Снегов Влияние ориентации стержня на его массу - Измерительная техника, N 5, 22-24, 1998).

Это свойство объясняет, каким образом гравитация, как самое слабое из известных взаимодействий, одерживает верх над любым их них. Если плотность отталкивающихся объектов достаточно велика, то действующие между ними силы начинают противодействовать друг другу, а с гравитационными силами этого не происходит. И чем выше плотность таких объектов, тем больше проявляется преимущество гравитации.

Рассмотрим это на следующих примерах.

Известно, что одноименные заряды отталкиваются, и, исходя из предложенной гипотезы, под действием гравитации они должны, напротив, взаимно притягиваться. При достаточной плотности свободных низкоэнергетических электронов в воздухе они действительно начинают притягиваться до тех пор, пока этому не начнет препятствовать запрет Паули. Так, высокоскоростная съёмка показала, что молнии предшествует следующий феномен: все свободные электроны со всего облака собираются в одну точку и уже в виде шара, вместе, устремляются к земле, при этом явно игнорируя закон Кулона!

Существуют убедительные экспери­ментальные данные о наличии сил притяжения между одноименно заряженными макроча­стицами в пылевой плазме, в которой формируются различные структуры, в частности, пылевые класте­ры. 

Аналогичное явление обнаружено и в коллоидной плазме, которая представляет собой естественную (биологические жидкости) или искусственно пригото­вленную суспензию макрочастиц в растворителе, обычно в воде. Взаимно притягиваются одноименно заряженные макрочастицы, называемые также макроионами, заряд которых обусловлен соответствующими электро­химическими реакциями. Существенно, что в отличие от пылевой плазмы, коллоидные суспензии термодинами­чески равновесны (Игнатов A.M. Квазигравитация в пылевой плазме. Успехи физ. наук. 2001. 171. № 2: 1.).

Теперь рассмотрим примеры, когда гравитация действует как отталкивающая сила.

Надо сказать, что гипотеза основана практически целиком на результатах многолетней и масштабной экспериментальной работы, проделанной профессором А.Л. Дмитриевым. На мой взгляд, за всю историю науки столь многогранного и детального исследования свойств гравитации еще не проводилось. И в частности, Александр Леонидович обратил внимание на один давно привычный эффект. Электрическая дуга имеет характерную форму – изгибом вверх, что традиционно объясняется эффектами плавучести, конвекции, воздушными течениями, влиянием внешних электрического и магнитного полей. В статье “ВЫТАЛКИВАНИЕ ПЛАЗМЫ ГРАВИТАЦИОННЫМ ПОЛЕМ” А.Л. Дмитриев и его коллега Е. М. Никущенко расчетами доказывают, что ее форма не может быть следствием указанных причин.

Фото тлеющего разряда при давлении воздуха 0.1 атм, силе тока в диапазоне 30-70 мА, напряжении на электродах 0.6-1.0 кВ, частоте тока 50 Гц.

Электрическая дуга представляет собой плазму. Магнитное давление плазмы имеет отрицательный знак и основывается на потенциальной энергии. Сумма величин магнитного и газодинамического давления – величина постоянная, они уравновешивают друг друга, и поэтому плазма не расширяется в пространстве. В свою очередь, величина отрицательной потенциальной энергия прямо пропорциональна расстоянию между заряженными частицами,  и в разреженной плазме эти расстояния могут быть достаточно велики, чтобы порождать, согласно предлагаемой гипотезе, гравитационные силы отталкивания, превышающие земное притяжение. В свою очередь, максимальных значений отрицательная потенциальная энергия может достигать только в полностью ионизированной плазме, а таковой может быть только высокотемпературная плазма. И электрическая дуга, надо заметить, именно такова – это разреженная высокотемпературная плазма.

Если это явление – гравитационное отталкивание разреженной высокотемпературной плазмы, существует, то оно должно проявляться и в значительно больших масштабах. В этом смысле интересна солнечная корона. Несмотря на огромную силу тяжести даже на поверхности Звезды, солнечная атмосфера необычайно обширна. Причин этого, как и температур в миллионы кельвинов в Солнечной короне, физики найти не смогли.

Для сравнения – атмосфера Юпитера, который по массе немного «не дотянул» до звезды, имеет четкие границы, и различие двух видов атмосфер хорошо заметно на этом изображении:

Над солнечной же  хромосферой располагается переходный слой, выше которого гравитация перестает доминировать – это значит, что некие силы действуют против притяжения Звезды, и именно они разгоняют до огромных скоростей электроны и атомы в короне. Что примечательно, заряженные частицы продолжают ускоряться и далее, по мере удаления от Солнца.

Солнечный ветер представляет собой более или менее непрерывное истечение плазмы, поэтому заряженные частицы выбрасываются не только через корональные дыры. Попытки объяснить выталкивание плазмы действием магнитных полей несостоятельны, так как ниже переходного слоя действуют такие же магнитные поля. Несмотря на то, что корона представляет собой лучистую структуру, Солнце испаряет плазму со всей своей поверхности – это ясно видно даже на предлагаемом снимке, и солнечный ветер является дальнейшим продолжением короны.

Какой параметр плазмы изменяется на уровне переходного слоя? Высокотемпературная плазма становится достаточно разреженной – снижается ее плотность. И как результат гравитация начинает выталкивать плазму и ускорять частицы до огромных скоростей.

Значительная часть красных гигантов состоит именно из разреженной высокотемпературной плазмы. Команда астрономов во главе с Кэити Онакой (Keiichi Ohnaka) из Института астрономии Университета Католика дель Норте в Чили, используя обсерваторию VLT, исследовала атмосферу красного гиганта – Антареса. Изучая плотность и скорость потоков плазмы по поведению спектра CO, астрономы обнаружили, что ее плотность выше, чем это возможно по существующим представлениям. Модели, рассчитывающие интенсивность конвекции, не допускают подъема в атмосферу Антареса такого количества газа, и, следовательно, что в недрах звезды действует мощная и пока неизвестная выталкивающая сила (“Vigorous atmospheric motion in the red supergiant star Antares” K. Ohnaka, G. Weigelt & K.-H. Hofmann, Nature 548, (17 August 2017).

Высокотемпературная разреженная плазма образуется и на Земле в результате атмосферных разрядов, и, следовательно, должны обнаружиться атмосферные явления, при которых плазма выталкивается гравитацией наверх. Такие примеры существуют, и речь в данном случае идет о достаточно редком атмосферном явлении – спрайтах.

Обратите внимание на верхние части спрайтов на этом снимке. Они имеют внешнее свойство с коронными разрядами, но они для этого слишком велики, а главное – для образования последних необходимо наличие на высоте в десятки километров электродов.

Еще это очень похоже на струи из множества параллельно летящих вниз ракет. И это не случайно. Есть убедительные признаки того, что эти струи –  результат гравитационного выталкивания плазмы, образовавшейся в результате разряда. Все до одной они ориентированы строго вертикально – никаких отклонений, что для атмосферных разрядов более чем странно. Нельзя приписать это выталкивание и к результату плавучести плазмы в атмосфере – для этого все струи слишком ровные. Этот очень скоротечный процесс возможен благодаря именно тому, что воздух при разряде ионизируется и нагревается очень быстро. По мере охлаждением окружающим воздухом струя быстро иссякает.

Если спрайтов одновременно образуется достаточно много, то на высоте окончания их струй передаваемая в атмосферу за очень короткий период времени (порядка 300 микросекунд) энергия возбуждает ударную волну, распространяющуюся на расстояние до 300—400 километров; эти явления называют эльфы:

Установлено, что спрайты появляются на высоте более 55 километров. То есть аналогично, как и над солнечной хромосферой, в атмосфере Земли присутствует некая граница, начиная с которой гравитационное выталкивание разреженной высокотемпературной плазмы начинает себя активно проявлять.

Напомню, что согласно изложенного выше, гравитационные силы могут быть и притягивающими и отталкивающими –  примеры этого приводились. Вполне закономерен вывод, что и гравитационные силы различных знаков не могут друг другу противодействовать – в данной пространственной точке может действовать либо притягивающее гравитационное поле, либо отталкивающее. Поэтому, приблизившись к Солнцу, можно сгореть, но нельзя упасть на Звезду: солнечная корона – это область гравитационного отталкивания. За историю астрономических наблюдений ни разу не был зафиксирован факт падения космического тела на Солнце. Из всех видов звезд способность поглощать материю извне обнаружена только у чрезвычайно плотных белых карликов, в которых нет места разреженной плазме. Именно этот процесс при сближении со звездой-донором приводит к взрыву сверхновой Ia типа.

Если гравитация не подчиняется принципу суперпозиции, то это открывает довольно заманчивую перспективу –  принципиальную возможность создания безопорного движителя по предлагаемой ниже схеме.

В случае, если удастся создать установку, в которой будут непосредственно соседствовать две области, в одной из которых действуют очень большие силы взаимного отталкивания, а в другой, напротив, очень большие силы взаимного притяжения, то реакция гравитации в целом должна приобрести асимметрию и направленность от области интенсивного сжатия к области интенсивного расширения.

Возможно, что это и не настолько отдаленная перспектива, об этом я писал в предыдущей статье на этом сайте «Так летать мы можем уже сегодня».