Очерк 3.

магнитная природа ТЯГОТЕНИя

 Постановка задачи. Современная релятивистская теория тяготения составляет суть общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна. Она базируется на принципе локальной эквивалентности гравитационных сил и сил инерции. При этом предполагается, что силы гравитации проявляют себя как реальные физические силы, обусловленные кривизной пространства-времени, которые должны приводить к образованию во Вселенной «чёрных дыр» и излучению характерных гравитационных волн. Однако указанные физические объекты до сих пор достаточно надёжно не зарегистрированы, и здесь мы сталкиваемся с самостоятельной и трудно разрешимой проблемой экспериментальной физики.

Геометрическое решение проблемы тяготения , как показывает опыт развития ТО Эйнштейна, приводит к неразрешимому внутреннему противоречию, обусловленному чуждостью для неё (геометрии) базовых физических понятий — силы, массы и энергии. Оказывается, если описывать свойства реального мира геометрией Евклида, то приходим к понятиям однородного и изотропного пространства-времени, в котором выполняются основные законы реального мира — законы сохранения. При этом, однако, приходится оперировать инерциальными системами отсчёта, которым в реальном мире, как мы видели, нет места. Напротив, неевклидова геометрия искривлённого пространства-времени позволяет оперировать «реальными» неинерциальными системами отсчёта, однако приводит к нарушению законов сохранения импульса и момента импульса в таком мире вследствие неоднородности и неизотропности пространства и закона сохранения энергии вследствие неоднородности времени [2].

По указанным причинам возврат к классическим традициям физики на новом витке эволюционной спирали её развития сегодня нам представляется совершенно неизбежным и необходимым. И речь пойдёт далее об объединении в единое гравитационное поле магнитного поля и поля сил инерции. При этом проблема чёрных дыр с повестки дня снимается, а вместо гравитационных волн теория должна предсказывать традиционные электромагнитные волны как результат изменения во времени магнитных полей взаимодействующих инертных космических масс.

Магнитная природа тяготения. Переходим к второй ипостаси уравнения (2.1). Напомним, что общим решением уравнения гармонических колебаний на комплексной плоскости, заданной неподвижной прямоугольной системой координат X0iY (рис. 3.1), является вращающийся комплексный вектор u, определяемый проекциями x = u Coswt и iy = iu Sinwt на действительную 0X и мнимую 0iY оси.

 Максимальные значения указанных проекций равны u и iu и представляют собой частные решения уравнения колебаний: на рис. 2.2 первому случаю соответствует поступательное движение частицы, второму – вращение; сумма этих решений также является решением уравнения.

Таким образом, наличие в решении задачи мнимого параметра есть свидетельство того, что мы имеем дело с вращающимся комплексным вектором. Очевидно, что такой вектор способен задать на плоскости круговое векторное поле (рис. 3.1), а в пространстве массивного тела – сферическое силовое, в частности, гравитационное поле (рис. 3.2). И в этом случае для описания тяготения нет нужды прибегать к сложному математическому аппарату тензорного исчисления (ОТО Эйнштейна). Гравитационная теория, сформулированная на языке комплексных чисел, радикально упрощается.

Вернёмся к рис. 2.2. Видно, что жёсткость K собственного силового поля свободной частицы проявляет себя в виде внутренней силы [iK, iu/c], воздействующей на частицу в радиальном направлении и обеспечивающей тем самым «тяготение» её к центру самовращения. Эта сила обуславливает центростремительное ускорение свободно вращающейся частицы и уравновешена центробежной силой – [miu)²/r]r⁰.

Осевая составляющая жёсткости силового поля на рис. 2.2 определяется соотношением:
(3.1)   iK = – iLc/(ir) ² = – mciH/(ir)²,
где iH = iL/m = – ru = Const — удельный (на единицу массы) момент импульса iL самовращающейся частицы. Из соотношения (3.1) видно, что она распространяется на прилегающее пространство, убывая по величине обратно пропорционально квадрату расстояния ir от плоскости вращения частицы. Это согласуется с опытами по обратимому магнитомеханическому эффекту: вращающаяся инертная масса порождает осесимметричное магнитное поле, превращая эту массу в магнит; и наоборот, при внесении незаряженного тела в магнитное поле оно начинает медленно вращаться. По-видимому, именно этот эффект и экспериментальный закон Кулона для магнитных сил обнаруживает соотношение (3.1). И в таком случае всякие попытки зарегистрировать какие-то особые гравитационные волны обречены: гипотетические гравитоны, как переносчики гравитационного (фактически магнитного) взаимодействия, должны иметь электромагнитную природу и отличаться от фотонов только длиной волны.

Таким образом, в нашем случае неоклассического подхода к решению задачи приходим к необходимости объединения (по примеру Эйнштейна) магнитного поля, силовые линии которого «искривляют» пространство вблизи массивного тела, и поля сил инерции в единое гравитационное поле. При этом статический закон всемирного тяготения Ньютона получает строгое теоретическое обоснование и может быть представлен в следующих двух формах: 
(3.2)    F = – GMm/r ² или F = GiMim/r ²,
где G – постоянная тяготения. Вторая нетрадиционная форма записи закона отражает влияние «тёмной материи» (параметры iM и im) на характер гравитационных взаимодействий, зафиксированное средствами наблюдательной астрономии. 

Обращаем внимание читателя на количественное и качественное различия двух форм закона всемирного тяготения (3.2), которые обуславливают различные области их применения. Первая, традиционная форма применима к локальным космическим структурам типа Солнечной системы, в масштабах которой влиянием массы силовых полей можно пренебречь. В этом случае мы имеем дело с отрицательными силами притяжения между космическими телами, обладающими реальной или вещественной массой m или M.

Вторая форма закона утверждает наличие сил отталкивания (антигравитации) в масштабных космических структурах типа галактик или их скоплений, в которых заметную или решающую роль играет мнимая im и iM масса взаимодействующих объектов с преобладанием массы силовых полей над массой вещества. В пользу этого говорят, в частности, наблюдаемые факты разбегания галактик с ускорением вместо "классического" замедления под воздействием сил гравитационного притяжения.

Энергия связи iU тел в планетной системе согласно неоклассической теории определяется соотношением, сходным с известным в ОТО выражением для описания движения частицы вблизи коллапсара:
(3.3)   ± iU/mc ² = {(1 – r_g /ir)[1 + (iL /mcir) ²]} ^1/2;
здесь введён гравитационный радиус тела r_g = 2GM/c ². А траектория движения частицы вблизи тяжёлой массы определяется уравнением, также впервые полученным в рамках ОТО: 
d ²y/dφ ² + y = GM/H ² + (3GM/c ²)y ².
Оно позволяет рассчитать известные тонкие эффекты гравитации: смещение перигелия планет в направлении движения, отклонение световых лучей под действием гравитационного поля, гравитационное красное смещение спектральных линий.

Формирование и гибель Солнечной системы. На рис. 3.3, а возникновение магнитной силы iK представлено в виде затенённой области поля-магнита, ориентированного вдоль оси самовращения космического тела m₁. Очевидно, что такое тело может объединиться с другим m₂ (рис. 3.3, б) или несколькими космическими телами, вращающимися в ту же сторону, и это объединение осуществляется благодаря наличию осевых магнитных сил взаимного притяжения между самовращающимися телами. В результате образуется планетарная (планетная) система с общим магнитным центром самовращения тел в одну и ту же сторону, жёсткость силового поля которой определяется суммарным моментом импульса составляющих систему планет. При этом радиусы r самовращения тел в связанной системе существенно уменьшаются, а их окружные скорости u соответственно возрастают таким образом, чтобы моменты импульса космических тел при переходе от свободного состояния к связанному оставались неизменными.

Когда в достаточно жёсткое поле образовавшейся планетной системы попадают малые и энергичные (релятивистские) самовращающиеся по малому радиусу свободные частицы m (рис. 3.3, б), их скорость может возрасти до предельной около световой или равной скорости света. При этом частицы генерируют излучение, образуя со временем в центре планетной системы излучающее центральное тело М — звезду. Таким образом, мы приходим здесь к альтернативной модели самозарождающейся планетной Солнечной системы: в ней источником жизни «вечного светила» оказываются не ядерные реакции синтеза, а непрерывная подпитка энергией релятивистских космических частиц при наличии мощной, центрально размешённой магнитной ловушки.

Очевидно, что результатом непрерывной подпитки звезды-Солнца релятивистскими частицами является медленное увеличение размеров и массы Солнца, с одной стороны, и соответствующее уменьшение радиусов самовращения планет системы — с другой. Это приводит к последовательному поглощению планет Солнцем, вследствие чего образуемое планетами магнитное поле Солнца непрерывно уменьшается, а с ним уменьшаются и его гравитационные силы. В конечном счёте слабеющие гравитационные силы окажутся не в состоянии сдерживать частицы Солнца вместе и в далёком будущем оно взорвётся.

Энергия связи в планетной системе. Типичные графики отрицательной ветви функции (3.3) качественно представлены на рис. 3.4 для двух значений параметра iL = Const. Для большей наглядности и следуя традициям, графики сдвинуты по оси ординат так, что отсчёт значений энергии связи ведётся не от нулевого уровня, а от величины iE₀ = im₀c² внутренней энергии покоя частицы. В этом случае отрицательные значения функции iU(ir) образуют с осями координат зону потенциальной ямы, а положительные — зону потенциального барьера.

Верхняя кривая на рис. 3.4 отвечает условию iL = 0, т.е. характеризует поведение слабо вращающейся частицы m₁ вблизи центрального тела. В этом случае частица не создаёт достаточно сильного собственного магнитного поля и по этой причине не может быть захвачена тяжёлым телом (кривая iU(ir) представляет собой потенциальный барьер высотой iE₀ для частицы). Более того, само тяжёлое тело способно «выплёскивать» в космос низкопотенциальное вещество в виде слабо вращающихся скоплений частиц (солнечный ветер). Нижняя кривая образует с осями координат и потенциальную яму, и потенциальный барьер; она характеризует поведение существенно вращающейся частицы m₂ в планетной системе. Вследствие вращения и взаимодействия магнитных полей частица или тело оказываются захваченными центральным тяжёлым телом с образованием планетной системы.

Графики рис. 3.4 начинаются в точке, отвечающей внутренней энергии iE₀ частицы и радиусу орбиты ir = r_g , задающему минимальное смещение плоскости орбиты частицы от центрального тела, а сходятся к нулевому значению энергии связи при ir, стремящемся к бесконечности. Область ir < r_g является «запрещённой»: при пересечении её границы (горизонт событий в теории «чёрных дыр») частица приобретает световую скорость и обязана превратиться в излучение. Величина «пика»  iU_m в сотни и тысячи раз превышает внутреннюю энергию im₀c² для планет Солнечной системы, что свидетельствует о чрезвычайно высокой устойчивости последней.

Как видим, функция iU(ir) не имеет бесконечных значений или сингулярностей, которые Эйнштейн в сердцах назвал проклятьем физики и наличие которых в ОТО связывают с возможностью образования во Вселенной «чёрных дыр» и других сверхплотных космических объектов. Вместо этого неоклассическая теория тяготения предсказывает, в частности, образование в спиральных галактиках центральной области «чистого» излучения в виде "прожекторов", исходящих из ярко светящегося ядра (рис.3.5). Такие объекты представляют собой космическую «печку»: они поглощают относительно высокопотенциальное космическое вещество в направлении оси вращения или магнитной ловушки, формируя "прожекторы", и теряют низкопотенциальное на периферии в спиральных рукавах вращающегося "плоского диска" галактики.

< НАЗАД] [ДАЛЬШЕ >