ОТКУДА ВЗЯЛАСЬ ТЕМНАЯ МАТЕРИЯ ? 20 страница
l,0594f*∙0,9439е *∙0,8908m*/08908v* = 1,
ħ = fnenmn/vn = const, (2.72)
(0,8908m*)2∙1,1224G*/0,8908 v* = 1,
ħ = mn2Gn/vn = const, (2.73)
0,7072W*/0,7072ω* = 1,
ħ = Wn/ωn = const, и т.д. (2.74)
Эти уравнения достаточно необычны для квантовой механики и потому в ней не встречаются так же, как и отдельные параметры, например, G. Физическая законность их обеспечивается коэффициентами физической размерности (КФР) и будет показана далее. Каждое уравнение (а методика не ограничивает их количество) (2.70)−(2.74) описывает постоянную ħ в чем легко убедиться, подставив в них вместо индексов их количественную величину на боровской орбите. Достаточно просто вводится в состав параметров, определяющих ħ и скорость света с, и "постоянная" Ридберга R ∞. Выпишем из [30]уравнение "постоянной" Ридберга:
R ∞ = 2π 2 me 4 / c ħ 3.
Где с – скорость света. После преобразований получаем:
R ∞ = ωn/4πсn,
или в качественных значимостях:
R ∞ * = 0,7072ω*/0,8908с* = 2-6/2-2 = 2-4 ≠ 1.
Поскольку значимость «постоянной» Ридберга не равна 1, то она не может иметь статуса постоянной величины.
Перенеся знаменатель правой части последнего уравнения в левую и заменив в (2.74) ω на полученную величину, имеем:
ħ = W n /4π сnR∞n. (2.75)
Уравнение (2.75) позволяет вычислять ħ с использованием «постоянной» Ридберга и скорости света. Из него следует также, что и «постоянная» Ридберга и скорость света постоянными не являются. Их численная величина определяется номером той орбиты, для которой определяется ħ. В целом же уравнение (2.69)−(2.75), полученные на основе качественной значимости чисел золотого множества, остаются неизвестными и не востребованными современной физикой, так же как не востребованы классической механикой множество инвариантов, получаемых с использованием значимостей свойств. Приведу несколько примеров:
|
|
0,7072W*∙l,1224G*/(0,8908v*)2 = 1,
WnGn / v 2 n = const , (2.76)
(0,7072)2∙(l,2599)2/(0,8908)3∙l,1224 = 1,
W2nR2n /m3nGn = const, (2.77)
0,8908∙(0,8908)4∙l,2599/0,7072 = 1,
mnv4nRn /Wn = const, (2.78)
0,7072∙l,2599/0,8908 = 1,
WnRn /mn = const, (2.79)
и т.д.
Уравнения (2.76)-(2.79) являются инвариантами классической механики. Количество таких инвариантов бесчисленно. Они — следствие качественного и количественного многообразия взаимосвязей свойств природы, отображаемых системой качественных взаимосвязей физических свойств. Эта система не допускает суще ствования отдельных фундаментальных параметров — const , не зависящих от внешних и внутренних воздействий и не связанных с другими переменными свойствами. Постоянными величинами в ней являются только инварианты, к которым, например, относится постоянная Планка и геоцентрическая постоянная классической механики.
|
|
Качественная взаимосвязь физических свойств обусловливает возможность нахождения и объяснения не только известных, но и неизвестных закономерностей природы и может применяться во всех разделах физики.
2.11. Постоянство гравитационной
«постоянной» G
А теперь более подробно рассмотрим гравитационную «постоянную» G . Поскольку этот коэффициент, оставаясь как бы постоянной при формализации всех гравитационных взаимодействий выступает в инварианте с неизменной массой MG и не находится способа его отдельного экспериментального определения, то последователи Ньютона приписали ему неизменность.
Гравитационную «постоянную» G сам И. Ньютон не считал величиной постоянной. Эта величина была введена им в качестве коэффициента, физическую сущность которого еще необходимо было выяснить. Однако после эмпирического получения Кавендишем количественной величины G = 6,67-10-8 см3/гсек2 ее постулировали фундаментальной постоянной, поскольку другие способы определения G отсутствовали [56].
|
|
Удивительно, но и в наше время один из важнейших «фундаментальных» параметров физики — гравитационная «постоянная» — измерена с сомнительной точностью всего до второго знака, а неизменность остальных трех знаков постулируется специальным международным постановлением, т.е. постулатом. Хотя не исключено, что непостоянство гравитационной «постоянной», одной из фундаментальных (т.е. основополагающих) const астрономии, сродни «переменной» Хабла, известной с точностью до порядка.
К тому же все многодесятилетние попытки уточнения этой величины оказываются неудачными, что само по себе является эмпирическим доказательством переменности данного параметра. Более того, систематическое ежедневное наблюдение G на отрезке более десяти лет, проводимое на стационарной установке с крутильными весами, например, группой О.В. Карагиоза, фиксирует у данной «постоянной» почти ежедневно повторяющиеся изменения величины четвертого знака, по несколько раз в месяц — третьего, а с периодом в несколько лет — второго знака, и только изменение первого знака еще не было зафиксировано [57]. И это «вызывающее» поведение "постоянной" не находит никакого физического объяснения.
|
|
Однако мало кто из физиков готов допустить, а тем более согласиться с вероятностью того, что постулируемаянеизменность G в природе отсутствует, а количественная величина самого свойства является обыкновенной переменной физической величиной, зависящей как от условий воздействующих на тело для которого оно определено, так и от собственной пульсации самого тела. Более того, наблюдаемая переменность гравитационной постоянной обусловлена сложившемся непониманием свойств гравитации и массы.
Предположим, игнорируя предубежденность физиков, что гравитационная "постоянная" Земли является величиной переменной, количественное значение которой зависит от многих физических параметров Солнечной системы: и от положения тела у поверхности, и от его состояния (подвижное или неподвижное), и от пульсации Земли и ее платформ, и от движения Луны, Земли и других небесных тел, и от состояния Солнца и т.п. А вот произведение массы Земли М на гравитационную "постоянную" G в окрестностях Земли всегда и везде const , т.е. это произведение — инвариант. Тогда может оказаться так, что и масса, и гравитационная «постоянная» при взаимодей ствиях изменяются в одинаковой пропорции, которая и приводит к неизменности их произведения.
Теперь, имея аппарат качественного анализа размеренности КФР, попробуем определить, какие свойства формируют «постоянную» G . Её размеренность в систе ме СГС см3/г.с2 свидетельствует о составном характере этой величины, включающей, кроме объёма, как минимум два свойства:
первое — обратная величина удельной плотности 1/ρ,
второе — степенной порядок либо периода τ либо частоты ω некоего вращательного, или колебательного процесса.
Зная величину G = 6,67∙10-8 см /гсек2, удельную плотность Земли ρ = 5,52 г/см3 и то, что произведение G *ρ*τ*2 по КФР есть инвариант:
G * ρ * τ *2 = 222-14∙(26)2 = l, (2.80)
попробуем определить, чему равен период τ, учитывая, что в уравнение (2.80) на месте 1 может оказаться некоторый безразмерный коэффициент к.
τ = √l/Gρ = 1648 сек.
Период такой величины τ = 1648 сек у параметров Земли, похоже, не встречается. Ближайший к нему период τ ′ почти в два раза меньше:
τ ' = 1/ω = R/v = 806,3 cек,
где v = 7,91 км/сек − первая орбитальная скорость (она же − линейная скорость вращения гравиполя ее у поверхности), R = 6371 км − радиус Земли, ω угловая (круговая) частота вращения гравиполя Земли.
Имея эти параметры, определяем величину безразмерного коэффициента к.
к = Gρτ 2 = 0,239.
Зная коэффициент к, восстанавливаем уравнение:
G = кω2/ρ = 3ω2/4πρ. (2.81)
Поскольку в структуре «постоянной» гравитации появилась угловая частота ω, отображающая вращение гравиполя Земли, то можно предположить, что непостоянство гравитационной «постоянной» обусловлено воздействием гравиполей ближайших к Земле небесных тел Луны, Солнца и планет на тот параметр, который описывает частота ω.
Значение величины гравитационной «постоянной» G , например, в астрономии, исключительно велико. Все теоретические расчеты по определению масс небесных тел, гравитационных взаимодействий, и параметров, связанных с гравитацией, «проходят» только с использованием гравитационной «постоянной». И, кажется, что нет в астрономии другого параметра, способного «конкурировать» с G , а тем более ее заменить. Поэтому изменение представления о ней и о подвижности ее количественного показателя ставит под сомнение достоверность большинства астрономических гравитационных величин и требует их подтверждения другими количественными методами.
Проверим эмпирически корректность формулы (2.81). Для этого можно предложить соответствующие эксперименты (что будет сделано далее), либо использовать имеющиеся в наличии физические данные. Воспользуемся тем, что в (2.81) входит удельная плотность вещества ρ, которая к настоящему времени известна для всех планет (кроме Плутона), Луны и Солнца, к тому же получена она без применения уравнения (2.81).
Попробуем определить эту плотность для каждой планеты по данному уравнению и сравнить со справочными величинами исходя из предположения, что G в (2.81) величина постоянная [58]. Преобразуем (2.81) относительно ρ:
ρ = 3ω2/4πG = 0,239ω 2 / G ,
проведем расчеты и результаты выпишем в таблицу 8.
Из таблицы 8 следует, что расчетная удельная плотность ρ небесных тел с достаточной точностью соответствует справочной удельной плотности ρ1. Но имеющиеся расхождения все же вызывают сомнения в том, что гравитационная «постоянная» G имеет одинаковую величину для каждой из планет. Проведем на
Таблица 8
R см | g | v | ω | ρ | ρ1 | G 1 10-8 | |
Солнце | 6,96∙1010 | 2740 | 4,37∙107 | 6,27∙10-4 | 1,4 | 1,4 | 6,67 |
Меркурий | 2,42∙108 | 363 | 2,96∙106 | 1,22∙10--4 | 5,3 | 5,4 | 6,59 |
Венера | 6,07∙108 | 860 | 7,22·105 | 1,19∙10--4 | 5,0 | 5,2 | 6,51 |
Земля | 6,38∙108 | 982 | 7,91·105 | 1,24·10--3 | 5,5 | 5,5 | 6,67 |
Марс | 3,40∙108 | 374 | 3,57·105 | 1,05·10-3 | 3,9 | 3,9 | 6,67 |
Юпитер | 7,13∙109 | 2590 | 4,30·105 | 6,03·10--4 | 1,3 | 1,3 | 6,48 |
Сатурн | 6,01∙109 | 1130 | 2,61·105 | 4,34·10-4 | 0,6 | 0,7 | 6,43 |
Уран | 2,45∙109 | 1040 | 1,60·105 | 6,51·10-4 | 1,5 | 1,5 | 6,41 |
Нептун | 2,51∙109 | 1400 | 1,87·105 | 7,47·10-4 | 2,0 | 2,3 | 5,80 |
Луна | 1,74∙108 | 162 | 1,68·105 | 9,65·10-4 | 3,3 | 3,3 | 6,67 |
основе (2.81) вычисление ее величины G 1 и, записав результаты в последний столбец табл. 8, сравним расчет со справочными данными.
Итоги вычисления достаточно противоречивы. Если для первых трех планет земной группы, Луны и Солнца величина гравитационной «постоянной» близка к постулируемой (кстати их поверхность хорошо наблюдается в телескопы), то для планет-гигантов и скрытой облаками Венеры такая близость отсутствует. А это, с одной стороны, по-видимому, означает, что радиус этих планет выявлен недостаточно корректно, а с другой, увеличивает сомнение в постоянстве гравитационной «постоянной». Для окончательного выяснения вопроса проведем на основе (2.81) расчет гравитационной «постоянной» для тел, притягиваемых Землей на ее поверхности. В этом случае форма записи (2.63) изменится:
F = P = 3mω ω1 m 1 /4πR2 ρ . (2.82)
В этой формуле:
F = Р − вес тела, т и т1 − масса тела и Земли, ρ − плотность планеты, ω − круговая частота пульсации гравитационного поля тела, ω1 − частота пульсации гравиполя Земли равная:
ω = v / R ,
где: v – первая орбитальная скорость, R − радиус Земли.
В уравнении (2.82) неизвестна только собственная частота пульсации ω гравиполя рассматриваемого тела. Преобразуем (2.82) относительно ω и, упростив его, запишем:
ω = к ρ , (2.83)
ρ − плотность тела, к− коэффициент равный 2,253·10-4 г-1с-1.
Возьмем несколько тел у поверхности Земли радиусом 25 см, выпишем из [58] их удельный вес, вычислим частоту пульсации гравитационного поля и соответствующую ей гравитационную «постоянную». Занесём полученные результаты в таблицу 9.
Отметим, что период незатухающей самопульсации для тел одного радиуса, но разной плотности оказывается достаточно продолжительным и уменьшается примерно с 74 минут для воды и натрия до 3 минут для золота и иридия.
Очень важным становится то обстоятельство, что не масса или радиус определяют период самопульсации тел, а именно период пульсации (естественный или искусственный) определяет его массу. Монотонное возрастание (замедление) периода пульсации без изменения радиуса обусловливает монотонное и пропорциональное изменение веса тел (табл.8.). Но отношение плотности ρ к частоте собственной пульсации ω: ρ/ω для всех тел одного радиуса, находящихся на одном горизонте эквипотенциальной поверхности (например, гравиполя Земли), остается неизменным.
Следовательно, величина массы тела в естественных условиях пропорциональна его самопульсации и эта не отраженная в формуле (2.63) пропорциональность создавала впечатление того, что именно посредством массы тела притягиваются друг к другу, скрывая истинный механизм этого притяжения — пульсирующее взаимодействие взаимно гравитирующих тел.
По формуле (2.82) определим, какова величина гравитационной «постоянной», присущей каждому телу и выпишем в таблицу 8. Выясняется, что при одинаковом радиусе всех тел гравитационная «постоянная» тоже монотонно возрастает с возрастанием массы каждого тела. Это так же свидетельствует о том, что гравитационная «постоянная» как фундаментальная физическая величина в природе отсутствует. Вместо нее
Таблица 9.
Тела | ρ | ω 10-4 | τ мин | ρ/ω 103 | G 10-8 | ρ/G 107 | Ρ 104 |
Вода | 1,00 | 2,253 | 74 | 4438 | 1,21 | 8,26 | 6,5450 |
Натрий | 1,01 | 2,275 | 73,3 | 4439 | 1,23 | 8,21 | 6,6104 |
Бериллий | 1,84 | 4,145 | 40,2 | 4439 | 2,23 | 8,25 | 12,043 |
Алюминий | 2,70 | 6,083 | 26,9 | 4438 | 3,27 | 8,26 | 17,671 |
Ванадий | 5,96 | 13,43 | 12,4 | 4438 | 7,22 | 8,25 | 39,008 |
Железо | 7,87 | 17,73 | 9,40 | 4439 | 9,53 | 8,26 | 51,509 |
Медь | 8,93 | 20,12 | 8,28 | 4438 | 10,8 | 8,27 | 58,447 |
Свинец | 11,3 | 25,46 | 6,55 | 4438 | 13,7 | 8,25 | 73,958 |
Ртуть | 13,6 | 30,64 | 5,44 | 4439 | 16,5 | 8,24 | 89,012 |
Золото | 19,3 | 43,48 | 3,83 | 4439 | 23,4 | 8,25 | 126,31 |
Иридий | 22,8 | 51,37 | 3,24 | 4438 | 27,6 | 8,26 | 149,23 |
наличествует размеренный гравитационный коэффициент, имеющий индивидуальную количественную величину для каждого тела, изменяющийся с изменением его радиуса.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 330; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!