Популяризаторы физики, перед оценкой вклада ОТО Эйнштейна в понимание гравитационного взаимодействия, предлагают обывателям растянуть резиновый коврик и положить в центр тяжелый шарик. Поверхность с заранее нарисованной сеткой под грузом прогибается, сетка приобретает вид, представленный на рис.1. статьи «Странности черных дыр». Воронка, так они полагают, отображает напряженность гравитационного поля. Неоднородность напряженности следует, якобы, учитывать, и тут без ОТО не обойтись. Что же в этой попытке популизма ОТО кажется странным?
Гравитационное поле, как и электромагнитное, не имеет определения. Это выражение бессмысленно, но удобно в пользовании лишь тем, что вводит собеседника в тему. Собственным гравитационным полем следует наделять любого «наблюдателя», так как он обладает массой. Поэтому, взаимодействие двух и более тел сводится к взаимодействию их полей, а место приложения сил не может быть сведено к одной точке. Без точек нельзя нарисовать на коврике линии.
Рис. 1
Пяльцы с положенным на полотно одним или двумя, как на рис. 1, шариками мог бы продемонстрировать и Ньютон. Но он предпочел обойтись простенькой, всем знакомой формулой о взаимном притяжении. Из формулы НЕ следует, что во взаимодействии участвуют «поля», что напряженность гравитационного поля уменьшается c удалением от тела. В статье «Законы гравитации - поиски физ. смысла» [1] (Astrolab) автор пытается убедить нас в объективности гравитационных полей, привлекая свидетелями Ньютона и Кеплера (в их времена не существовало понятие «поле»). На непонятном мне основании утверждает, что символ «r» в формуле гравитационного притяжения называется радиусом. В БСЭ и энциклопедическом словаре «r» выражает расстояние. Приписав собственную придумку с подменой понятий Ньютону, приходит к выводу, что материальные тела окружены гравитационными полями, «количество гравитации» у которых на r=const так же является const.
Рис. 2
Сведя массу наблюдателя как бы к нулю, а его объем к точке, можно позволить себе утверждение, что напряженность гравитационного поля (а им теперь обладает лишь одно тело) обратно пропорциональна квадрату расстояния, что, цитирую [1], для каждой из планет солнечной системы можно определить напряженность гравитационного поля g солнца на ее орбите. Автор [1] исходит из того, что независимо от массы планеты, и вообще ее наличия, можно вычислить напряженность поля орбиты. Гравитация уподоблена электричеству. «Электрики» утверждают, что поле присуще любому заряду, пусть даже одиночному. Так это или нет, установить невозможно. Например, датчиком наличия электрического поля может быть только элемент, обладающий собственным зарядом и, следовательно, полем. Исходить из того, что одно поле (допустим - датчика) исчезает, как-то глупо, ведь поместив в систему третий заряд, мы должны будем рассматривать воздействие на него всех, а не одного заряда, а все придумки автора [1] становятся ненужными.
На рис.2 представлено пространственное распределение величины, выражаемой уравнением
где а=const, X и Y - расстояние в декартовых координатах соответственно от двух точек до расчетной. Формула соответствует сложению гравитационных (электрических и прочих) полей, обладатели которых имеют равные параметры. Из рисунка видно, что у тел с разной массой (на рис.2 массы, повторяю, равны) симметрия может наблюдаться лишь в сечениях, перпендикулярных линии, их соединяющей. Построить окружность, принадлежащую полю «Z», невозможно как при равенстве, так и различии масс. Сферические «количества гравитации», как и сферические поля напряженностей - математический прием, не упрощающий понимание гравитационного взаимодействия. Можно ли как-то практически воспользоваться расчетами по выше приведенной формуле? Нет! Картина соответствует частному расположению двух тел. Линии на поверхности (значения Z) не могут быть использованы в каких либо вычислениях, они не связаны с силами, действующими на третью материальную точку, если та случайно окажется в прорисованном пространстве. Одним словом, воспользоваться нарисованным полем, как и его, якобы реальным собратом, невозможно!
Можно ли, идеализируя коврик, получить на нем кривую линию, до нагружения двумя шарами бывшую прямой, описываемую формулой const/r2, соответствующую силам взаимодействия электрических зарядов и гравитационному притяжению? Безусловно - нет! Коврик, для выражения сил и напряженности, гравитационных полей, не подходит, но он, по мнению, например, ДФМН МГУ Попова С. (см. Elementy), помогает понять природу гравитационных волн. Если два шарика на коврике заставить вращаться вокруг центра, расположенного между ними, то при соответствующих размерах коврика можно будет увидеть расходящиеся волны, подобные созданным Балдой в мультфильме, сюжет которого взят из одноименного произведения Пушкина. Но, на мой взгляд, коврик не вносит ясность, и вот почему:
Рис. 3 Кеpler-16b
Вращающейся в воде вокруг собственной оси помидор не создает волн. Если вокруг малой оси вращать плавающий огурец, то волны появятся. Опыт с огурцом придуман Поповым, а от себя добавлю, что диапазон волнообразующих скоростей вращения будет очень узок: при медленном вращении вода успевает растекаться без волны, при быстром - огурец окажется в окружении стабильного кольцевого вала. Многие физики полагают, что аналогом огурца в образовании космических гравитационных волн могут выступать двойные звезды. Совсем недавно они считали, что в системах двойных и тройных звезд планеты сформироваться не могут. Ухабы гравитационного поля должны были разметать протопланетные диски. В Astrolab есть статья «Фаэтон был обитаем», автор которой разделяет взгляд писателя-фантаста Г. Мартынова на судьбу планеты. Это к тому, что такое понимание гравитационных полей широко распространено. И вдруг, в сентябре 2011 года, у двойной звезды Kepler-16b находят планету с периодом обращения 229 дней (Lenta, ноябрь, А. Коняев, «Признаки жизни»). Дальше - больше! Существуют планеты в системе из нескольких звезд - см. рис.3.
Планеты ведут себя так, как будто звезда одна. С позиции классической физики - все в порядке: центр масс любой звездной системы колебаться не может, а вращение всех компонентов происходит вокруг него. Запрет на колебание следует из законов Ньютона. Центр тяжести взорвавшейся звезды, или просто изменившей форму, может двигаться лишь по прежней галактической орбите. Попов С. отсутствие гравитационного излучения (планеты не падают на звезды из-за потери энергии) оправдывает тем, что звезды в системах вращаются слишком медленно. Сжать взаимооборот до долей секунды не позволяют им собственные габариты. Другое дело, если двойную систему составят ЧД. Сегодня таковых нет - мало времени, якобы, прошло с момента Большого взрыва. Но ожидающих их появления оптимистов предостаточно. Они рисуют следующую картину:
Обе звезды какой-либо системы «естественным путем» превращаются в ЧД и этим приобретают гравитационные свойства, неведомые обычным и даже нейтронным звездам (см. статью «Странности ЧД»). ЧД начнут сближаться, так как опять же, в отличии от породивших звезд, их гравитационное и «прочее» излучение, якобы, несравнимо мощнее. В конце концов, они сблизятся настолько, что земляне заметят это по дрожи в коленках.
А пока поиски гравитационных волн, в отличие от поиска ЧД, затруднены и схожи с поиском кошки. Может ли резиновый коврик помочь или что-то подсказать, одним словом - направить поиски в нужном направлении? Физики-профессионалы это изделие используют, на мой взгляд, недостаточно полно, лишь помянуть Эйнштейна. Этому есть причина.
На рис. 4а несколько грубо, но с демонстрацией сути, изображено сечение коврика с двумя шарами. Идеализацию коврика сведем к тому, что
1) растягивающая сила пропорциональна деформации и не зависит от толщины;
2) отсутствует потеря энергии при сжатии-растяжении, а также при сгибе коврика.
Благодаря первому допущению, можно утверждать, что шары, независимо от начального расстояния, покатятся друг к другу. Причина в том, что вектор результирующей силы от давления со стороны коврика у каждого шара имеет склонение к партнеру. Это обстоятельство вызвано прогибом на величину «а» участка между ними. С взаимным приближением увеличивается утопание шаров и наклон векторов результирующих сил - см. рис. 4б.
Рис. 4
Нарисовать сечения, как на рис.2, проще, чем растяжения изначально одинаковых ячеек, нарисованных на коврике. Можно ли от доктора математики, как Попов С., ожидать просчета не только изменений сетки коврика, но и динамики процесса? Я полагаю, что нет. Дело в том, что, во-первых, придется заняться подгонкой параметров (уже идеализированного выше) коврика с целью удовлетворения движения шаров воздействию гравитационного притяжения. Несомненно - коврик придется лишить массы, а это приведет к отказу от него в пользу мистического поля. Во-вторых, и это легко заметить по рис. 1, 2 и 4, если придать шарам взаимное вращение, то наибольшие волны следует ожидать при удалении шаров от краев и друг от друга. Несомненно, должны существовать для конкретного случая оптимальные обороты. Сблизившиеся, утопленные в яме шары могут гнать лишь мизерные волны.
Таким образом, навязываемый физиками-теоретиками резиновый коврик отвергает их же идею образования мощных гравитационных волн двумя сблизившимися ЧД. Уважаемым читателям не нужно напрягать воображение, чтобы представить эйнштейновское изгибание времени и пространства вблизи ЧД, так как слово «изгиб» применяется чисто поэтически. Это не только мое мнение, но и мнение самих теоретиков. Они не советуют искать смысл в их формулах.
В материальном мире есть взаимоотношения, которые не требуют обязательного наличия каких-то полей непонятно в чем проявляемых. Электромагнитные и гравитационные поля придуманы, повторяю, для удобства общения. Доказательством соответствия ОТО Эйнштейна (требующей наличия поля) наблюдаемым космическим реалиям служил и продолжает на этом поприще пребывать в одиночестве Меркурий. Хотя, более быстрое вращение его перигелия, чем следует из расчетов основанных на классической модели, можно объяснить воздействием не учитываемых внешних сил. Например, гидродинамическим сопротивлением солнечного ветра и потерей энергии на токах Фуко. Планету можно представить проводником, перемещающимся в магнитном поле Солнца. Напомню, что теория Ньютона была принята не сразу и лишь потому, что с очень высокой точностью подтверждалась наблюдениями. Я не призываю остановить развитие физики и довольствоваться лишь формулой Ньютона. Цель более чем скромная - показать творцам новых теорий, что без создания одинаково всеми понимаемых образных физических моделей не обойтись. Надоело выслушивать от «теоретиков» пустую болтовню, как недавняя новость - запертый фотон превратили в стоячую волну.
Поля Максвелла и Эйнштейна - камень на шее физики, не позволяющий близко подходить к океану нерешенных проблем. Отказ от электромагнитных полей позволяет ограничивать скорость радиоволн. На них, как и на оптических волнах, должна сказываться плотность среды. Первые оптические приборы использовали линзы. Только технический прогресс подарил астрономам рефлекторы. В радио наоборот - используются только «спутниковые тарелки», по сути - рефлекторы. Есть все основания для изготовления компактных радиолинз, а на их базе своеобразных микроскопов и биноклей. Надо экспериментировать с диэлектриками. Надо разбираться со скоростью установления гравитационных взаимодействий. Может быть, форму НЛО правильно называть не тарелкой, а линзой? И это конструктивная необходимость, а не дело вкуса?
С уважением, А.Кимерал, 11.2012. / kimeral@quantor-t.ru |
