«Космические аппараты "Пионер-10" и "Пионер-11" были запущены в 1972 году. Их целью было изучение Юпитера и Сатурна. "Пионеры" не были предназначены для выхода на орбиты планет-гигантов. Их путь пролегал за пределы Солнечной системы, в далекий космос». Когда аппараты вышли за пределы Солнечной системы, астрофизики заметили, что интенсивность их торможения меньше расчетной. Ситуация предвещала открытие. Но силы, отстаивающие статус кво в науке, навязали обществу мнение, что на Пионерах случайно реализовались примитивные фотонные движители на тепловых фотонах.
Однако, предоставленное объяснение, основанное на тепловой отдаче, выглядит неубедительно, и явно сфабриковано на необоснованных предположениях. А между тем, практика гравитационных измерений всё больше и больше свидетельствует о неполном соответствии классического закона тяготения реальным действующим силам. Приблизительность закона Ньютона очевидна изначально, и следует из наличия сингулярности в нулевой точке. Природа в принципе не может реализовать бесконечную напряженность поля, и это справедливо для полей любого происхождения. Значит, закон Ньютона является неполным отражением действительности. И Пионеры еще раз подтвердили это.
В научном мире нет единого мнения о механизме гравитационного дальнодействия. Чтобы понять специфику механизма гравитации, необходимо знать механизм полевого взаимодействия. Всем понятно, что посредником бесконтактного дальнего действия являются силовые поля. На этом, единомыслие ученых заканчивается. А это значит, что полевое взаимодействие наука тоже не понимает, и нужны новые идеи. Идеи, основанные на новых экспериментальных данных. И с помощью Пионеров эти данные были получены.
Анализ предположительных механизмов взаимодействия вещество-поле-вещество приводит к однозначному выводу: поле-посредник в обменном взаимодействии должно быть излучаемым. С этим выводом отлично согласуются все гипотезы, объясняющие отталкивающие взаимодействия, но притяжение всех ставит в тупик. Идеи, предлагаемые для объяснения притяжения, самые фантастические.
Вот как притяжение происходит по мнению авторов стандартной модели.
Одна из взаимодействующих частиц (нуклон) испускает (излучает) мезон или глюон. Другая частица этот мезон или глюон поглощает. Вот и всё.
Глюоны не имеют массы покоя, и являются переносчиками чего-то такого, что в стандартной модели никак не названо, но это явно отрицательный импульс, который и реализует сильное взаимодействие, удерживающее протоны в ядре, преодолевая их электрическое отталкивание. Каждому понятно: обмен элементарными частицами связан с их перемещением. Бросил камень (или глюон) в сторону партнера – значит, оттолкнулся от него; поймал камень или глюон от партнера – снова оттолкнулся. (Пример взят из практики популяризаторов стандартной модели). Но ведь нужно притяжение. Приходится эффект притяжения, вызываемый излучением глюонов, объявить особым, квантовым эффектом. После такого заявления, теоретикам объяснять уже ничего не надо. Но давайте задумаемся. Имеется два сомкнутых протона. В каждом из них есть глюоны или их неисчерпаемые источники (фантастика, но предлагается). При сильном взаимодействии глюоны одного протона фактически меняются местами с гюонами другого протона. Протоны при этом, как квантовые объекты, своего состояния не меняют, и могут притягиваться, пасуя друг другу глюоны, миллиарды лет. Такую модель сильного взаимодействия удачной не назовешь.
Электрическое отталкивание, преодолеваемое сильным взаимодействием, это тоже ядерное взаимодействие, и тоже нуждается в носителях, но в стандартной модели им места не нашлось. В электростатическом обменном взаимодействии, в общем случае, а не только в ядре атома, заряженные объекты, по умолчанию, должны знать, в каком направлении излучать нечто (квант или частицу), чтобы другое тело это нечто гарантированно поглотило, и отреагировало притяжением. Тупик на этом пути для большинства физиков очевиден, поэтому нет даже попыток объяснения, как происходит выбор направления для излучения носителей обменных сил. Однако, можно сделать еще один шаг по наметившемуся пути в рамках модели излучения. Этого шага никто не делает, предвидя его обреченность. В результате проблема не упирается в свою истинную преграду, которая даже не осознается. Сделаем этот последний шаг.
Чтобы излучение тела могло с гарантией взаимодействовать со всем окружением, а именно так и происходит, тело должно излучать постоянно и во все направления. Это ясно всем, но всем также ясно, что энергии на постоянное излучение у стационарных объектов нет. Решения нет, но мы добрались до сути проблемы, до камня преткновения, которым является отсутствие источника, восполняющего энергию, унесенную излучением.
Проблема кажется неразрешимой.
Однако, в отличие от проблем, которые человек ставит себе сам, и которые могут быть не корректными, проблемы, поставленные природой, всегда корректны и всегда имеют решение. Решение рассматриваемой проблемы чрезвычайно простое, но оно блокируется стереотипом действующей парадигмы, и по этой причине даже не приходит в голову. Ключ к разгадке лежит в признаке «восполняющий источник». Это - подсказка: сколько излучаешь - столько и получаешь. Если не обращаться к услугам неисчерпаемого энергетического океана физического вакуума (очередная фантастика), то способ восполнения только один – возвращение излученной энергии.
Впервые эта идея озвучена Фейнманом [2]. Он обратил внимание на то, что электрическое поле заряда обнаруживает признаки стоячей волны, т.е. является излучением, обладающим свойством возвращаться к первоисточнику.
Гении, случается, не доводят свои идеи до окончательного решения, обронят идею мимоходом – и больше к ней не возвращаются. Не вернулся и Фейнман.
Чтобы взаимодействующие тела могли постоянно излучать поле, а значит и энергию, с последующей её компенсацией, излученное поле должно возвращаться к источнику. При отсутствии взаимодействия, поле должно возвращаться полностью, без искажений. А в случае взаимодействия, возвращенное поле должно быть соответственно модифицировано для расшифровки. Природа не предоставила нам наглядных аналогов, по этой причине возможность возврата излучения бессознательно отсекается из процесса мышления.
Конструктивное развитие принципа возврата излучаемого поля, позволило найти решение нескольких проблем, связанных с гравитацией. Формат статьи не позволяет подробно изложить всю логику построений с применением новой точки зрения. Это сделано в [3], где на основе принципа возврата излучения и других самых общих квантовых положений обосновано моментальное распространение гравитации, и теоретически выведен закон всемирного тяготения, уточняющий известный классический закон Ньютона. В новом законе точки сингулярности нет.
При решении названных проблем использовался общий философский принцип отрицания локальных бесконечностей в природе. А также использовался квантовый принцип, отрицающий существование материальных объектов с нулевыми и бесконечно малыми размерами.
Очень кратко, суть найденного решения состоит в следующем.
Постулируемое возвращение обогащенного информацией гравитационного поля предполагает импульсный характер излучения, что соответствует общим квантовым принципам. Все вещественные кванты Вселенной испускают в пространство равные и строго определенные порции квантов-гавитонов, формируя первичное гравитационное поле, которое нами непосредственно не воспринимается. Гравитоны, образуя плотное неразрывное образование, симметрично распространяются в пространстве как сферическое импульсное возмущение, напоминающее раздувающийся пузырь, объем вещества которого остается неизменным. Распространение гравитонов происходит не по инерции и не по законам волнового излучения, а методом импульсного перемещения в ритме вселенского времени - не более одного пространственного кванта в заданном направлении за один квант времени. Сферическое поле (слой) распространяется, пока толщина сферы из гравитонов остается больше одного кванта. Как только гравитоны образуют одноквантовый слой, они лишаются подпора соседних гравитонов, и по этому признаку самоотражаются, начиная обратное движение.
При расширении сферы, гравитоны не взаимодействуют с массивным веществом, пронизывая его как свободное пространство, что является следствием невозможности экранирования поля гравитации.
В процессе возвращения, гравитоны, напротив, вступают во взаимодействие со всеми встреченными вещественными квантами, модифицируясь соответствующим образом, реализуя этим, в конечном счете, всемирный закон тяготения. Взаимодействие не имеет погрешности.
Исходя из наработок, произведенных в [3], закон всемирного тяготения для пробного тела с массой m; m , где m - масса вещественного кванта (минимально возможная в природе), будет выражаться следующей зависимостью.
См. (1),
где G - квантовая постоянная гравитации, а r0 - константа измерения, равная радиусу шара, образованного гравитонами, излученными телом М в процессе единичного акта квантового взаимодействия. Величина r0, отнесенная к протону, представляет фундаментальную физическую константу.
Из (1) видно, что при увеличении массы М в заданное число раз, напряженность поля U заданное число не отслеживает, и эта непропорциональность наиболее сильно проявляется в ближней зоне, быстро спадая к «1» по мере увеличения расстояния.
Ньютон в своем определении закона не объяснил причину обязательной малости пробного тела. Нет этого объяснения и ни в одном современном учебнике. А между тем, сокровенный смысл у этого условия есть, но он остался не понятым авторами учебников. Раскроем его чуть ниже.
Выражение (1)является более точным отражением закона всемирного притяжения и не содержит точек сингулярности, т.е. имеет явные преимущества по сравнению с законом Ньютона. Однако, формула (1) весьма неудобна для практического применения. Понятно, что выявить ее на основании экспериментальных измерений совершенно немыслимо, тем более, что формула Ньютона, F=MmG /r^2, при r много больше r0, является хорошей аппроксимацией для формулы (1), см. рис. 1.
Рисунок 1. Характеристические зависимости двух законов притяжения:
сплошная кривая – классический закон, пунктирная кривая – уточненный закон.
Для сохранения традиционной формы закона притяжения преобразуем формулу (1), умножив и разделив её на F=MmG /r^2 в классической редакции, тогда получим:
См. (2)
Формула (1), также как и формула Ньютона, справедлива только для тела М в форме шара и пробного тела с ничтожно малыми массой и размерами. Практика буквального использования этой формулы для расчета притяжения тел с произвольной массой - является некорректной. На это обстоятельство обращали внимание многие исследователи. В чем смысл ничтожности пробного тела - в том, чтобы не искажать поле тела М. Для практического применения закона Ньютона к телам с произвольной массой, необходимо было провести одну стандартную процедуру. Нужно было записать закон в формате напряженности поля, т.е. U=MG /r^2. Тогда естественным образом для двух произвольных тел получаем: См. (3)
Коэффициент k=2 характеризует ситуацию с притяжением двух соизмеримых тел, а k=1 – притяжение пробного тела. Это доказывается очень просто, достаточно мысленного опыта. Рассмотрим два шарообразных тела: одно сплошное и тяжелое, а другое полое и очень легкое. Поместим их в свободное пространство на расстоянии L один от другого, и отпустим. Малое тело (пробное) под силой притяжения начнет движение к большому телу с ускорением g. Большое тело останется практически неподвижным, но на него будет действовать та же сила, что и на малое тело. Хотя силы равны, но кто-то придумал, что одной из них можно пренебречь. Так и поступили, пренебрегли и забыли об этом.
Заменим теперь малое тело на второе большое, и повторим опыт. Второе тело начнет свое движение к первому телу с ускорением g, т.к. гравитационное поле первого тела осталось неизменным. Первое тело, находясь в идентичных условиях, тоже начнет движение с ускорением g. Таким образом, суммарное ускорение сближения двух тел на этот раз будет равно 2g. Совершенно очевидно, что при асимптотическом уменьшении массы одного из тел до нуля, коэффициент k должен изменяться от двойки до единицы.
Ньютон не смог предложить математическую модель, описывающую этот переход, и оставил закон в формулировке с пробным телом, который и физически, и математически безупречен.
Математики, не утруждающие себя постижением физического смысла, просто отбросили этот коэффициент. А т.к. природой нельзя управлять, произвольно меняя коэффициенты, то коэффициент k =2, не спрашивая дозволения математиков, негласно вошел в G измеряемую., чем внес в гравитационные измерения элемент загадочности.
Если одно из тел очень мало (искусственный спутник Земли), а второе тело очень велико (Земля), то спутник фактически является пробным телом, т.е. в законе притяжения его собственное поле практически неощутимо, и тогда k приблизительно равен1.
Механизм квантового гравитационного взаимодействия [3] наглядно показывает, что для случая двух соизмеримых шаровых тел математическая модель закона всемирного тяготения естественным образом является суммой взаимодействия двух тел и двух полей, каждое их которых формирует свою соответствующую функцию-коэффициент.
F= (k1)Gm(M/r^2) + (k2)GM(m/r^2) = (k1+k2)GMm/r^2. (4)
Коэффициент k2 при пробном теле практически равен нулю. Для соразмерных тел значения k1 и k2 в средней зоне практически равны единице, а их сумма k близка к “2”. Но вне средней зоны, когда r стремится к 0, то k тоже стремится к 0, а F стремится к константе. Если же r много больше r0, то k стремится к 2. При этом надо помнить, что радиус поля гравитации в квантовой интерпретации (и в природе) всегда конечный, т.е. при r стремящимся к бесконечности k неизбежно должен стать равным нулю на конечном расстоянии. Переход k1 и k2 от 1 к 0 обусловлен условно дальней зоной, характеризуемой дефицитом гравитонов в тонком слое гравитационной сферы.Зона является условной, т.к. существенно зависит от массы и плотности притягиваемого тела. Например,если для крупного астероида зона уже дальняя, то для космической пылинки она всё еще средняя.
В зоне дефицита удобно ввести специальный коэффициент k. Тогда полный закон всемирного притяжения должен записываться как
См. (5)
Большое тело, например, Земля, превращает поле любого бытового предмета в дефицитное поле по отношению к Земле, при этом (k1+ k2) притяжения к Земле становится приблизительно равным “1”. В тоже время сами предметы будут притягиваться друг к другу по закону с (k1+ k2) меньше-равно 2.
В настоящее время, при всех лабораторных измерениях гравитационной константы, функция-коэффициент со значением меньше-равно 2, внедрена в гравитационную постоянную G, что и является причиной обнаруживаемого непостоянства результатов измерения G.
При космических измерениях, почти всегда реализуется ситуация, в которой одно из двух тел, является фактически малым телом и проявляет себя как пробное, т.е. действует G с внедренным коэффициентом k близким к “1”. А это, при использовании значений G, измеренных в лабораториях при k приблизительно равном 2, вносит существенную ошибку в расчет масс планет.
Коэффициенты k1 и k2 являются индивидуальными характеристиками каждого измерения, эти коэффициенты по-разному зависят от расстояния между телами, и от величины массы и формы тел.
Закон всемирного тяготения в квантовой интерпретации предусматривает ситуацию, когда два малых тела, разнесенных на большое, но конечное расстояние, абсолютно не испытывают взаимного притяжения, но оба притягиваются, и притягивают, центральное тело Галактики. Очень важно, что механизм квантовой гравитации действует так, что если малое тело не притягивает большое тело собственным полем, то все равно оно притягивает большое тело полем этого тела, хотя коэффициент k2 малого тела при этом исчезает, т.е. равен нулю.
В общем случае, для произвольного количества произвольно расположенных тел, коэффициенты k являются тензорами.
Рассмотрим аномальную ситуацию с Пионерами.
Пионеры, удалившись за орбиту Плутона, видимо, находились уже в начале средней зоны Солнца, где коэффициент k1 уже близок к «1», но еще чуть меньше, и медленно продолжает возрастать. Собственное поле Пионеров не действует и k2= 0, см. рис. 2.
Рис. 2. Характеристические зависимости k для Солнца (сплошная кривая)
и для Пионеров (пунктирная кривая).
Изменение k по мере удаления космических аппаратов интерпретируется в соответствии с классическим законом как проявление очень малой дополнительной и неизвестной силы, искажающей идеальную квадратичную зависимость.
С точки зрения уточненного закона притяжения, «аномальное» поведение Пионеров является совершенно естественным. Но возникает вопрос, почему эффект ослабления торможения обнаружился только на большом удалении и не был замечен в пределах Солнечной системы. Дело в том, что для обнаружения эффекта требуется длительный срок наблюдения в стабильных условиях с малыми возмущениями, что при начальных маневрах Пионеров не выполнялось. Кроме того, размер гравитационного поля Пионеров мы пока не знаем (хотя уже можно приступить к её оценке), возможно, оно перекрывает межпланетные расстояния. В этом случае, во внутренней области Солнечной системы, сила притяжения Пионеров всё ещё может иметь две составляющие. При этом собственный коэффициент дефицита уменьшается по мере удаления, стремясь к нулю. Это уменьшение коэффициента дефицита, складываясь с увеличением коэффициента k1 Солнца, может стабилизировать в некоторой внутренней области Солнечной системы суммарное значение коэффициента k.
Проверка уточненного закона всемирного тяготения вполне доступна и не требует много затрат. Достаточно расчетов при необходимой точности измерений.
Эффект ближней зоны Земли, суммируемый с эффектом истощения поля искусственных спутников, должен соответствующим образом проявляться в траекториях спутников, и эти проявления можно предсказывать для планируемых маневров.
Однако, самый наглядный и убедительный эксперимент по демонстрации влияния истощенного гравитационного поля поставлен самой природой. Речь о небезызвестных Троянцах. Троянцы двигаются по орбите, близкой к орбите Юпитера, с угловой скоростью, практически совпадающей со скоростью Юпитера. Согласно уточненному закону, орбита Троянцев должна быть несколько ниже (меньше) орбиты Юпитера, иначе Юпитер догнал бы Троянцев. Дело в том, что для астероидов коэффициент k меньше, чем для Юпитера, т.к. произведение k2 и коэффициента дефицита для астероидов на этом расстоянии уже равно нулю, а для Юпитера, предположительно, еще нет.
Для подтверждения уточненного закона притяжения необходимо убедиться в соответствующем различии орбит Юпитера и Троянцев.
Понимание реальных процессов, происходящих при гравитационных квантовых взаимодействиях, позволит учесть тонкие эффекты, определяемые различной топологией взаимодействующих тел.
Нижний Новгород, декабрь 2012г.
Контакт с автором: vleonovich@yandex.ru
С другими публикациями автора можно познакомиться на странице http://www.proza.ru/avtor/vleonovich сайта ПРОЗА.РУ.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Физический энциклопедический словарь. М. Советская энциклопедия, 1983.
2. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т. 6. М.: Мир, 1966.
3. Леонович В., Концепция физической модели квантовой гравитации. Интернет, сайт: SciTecLibrary - Новости Науки и Техники.
4. Гришаев А.А., Граница области тяготения Луны: анализ полётов в окололунном пространстве. Интернет.
5. Лента новостей. Интернет.