Вращение можно считать самой распространённой формой динамики в физическом мире после колебательной динамики «дыхания вакуума». Динамика вращения производна от колебательной динамики. Любое устойчивое во времени вращение материальных объектов имеет ось вращения. Недаром в восемнадцатом веке М. Ломоносов называл такое движение частиц в телах и средах коловратным (вращение вокруг кола, оси). Действительно, все зримые человеку устойчивые формы динамики – вращательные, начиная с сонаправленных круговых движений частиц в атомах, создающих магнитное поле тела или среды, кончая вращением галактик. Вся техническая цивилизация людей построена на вращении: колёс, шестерёнок, маховиков и т. д.
Почему заговорил о вращении? Две причины: удивительно устойчивое осевое вращение Земли и других планет и так называемый «парадокс чайного листа», один из парадоксов гидродинамики. Этим парадоксом в 1926 году А. Эйнштейн попробовал объяснить причину формирования и изменения меандров (изгибов) в течении рек. Как ни странно, но изменение русел рек тоже связано с осевым вращением Земли.
Как бы никого особо не удивляет устойчивое орбитальное вращение Земли и других планет вокруг Солнца. Планеты движутся по эллиптическим орбитам, где имеет место изменение скорости движения, ускорение и торможение. При ускорении, при приближении к Солнцу, планета получает дополнительный импульс энергии. И всё орбитальное движение планеты по эллиптической орбите подобно колебанию гармонического маятника. Идеально круговые орбиты тел неустойчивы. Небольшое влияние со стороны – и космическое тело сходит с орбиты, по спирали приближается к массивному телу, и падает на него. Все планеты, оставшиеся на орбитах вокруг Солнца, движутся по эллипсам.
Как считается, орбитальное движение планет является инерционным, полученным при образовании Солнечной системы. Но, как заметил выше, поддерживается это движение добавками энергии движения при ускорении. Осевое, суточное вращение Земли тоже инерционно, и тоже получено при формировании Солнечной системы. Но здесь нет никаких добавок энергии, как при орбитальном движении. И всё же осевое вращение Земли удивительно устойчиво. Это тем более удивительно, что спутник Земли планета Луна не имеет осевого вращения относительно Земли, и повёрнута к Земле одной стороной. Луна имела осевое вращение, но по причине взаимного приливного торможения, её осевое вращение остановилось. Масса Луны в 81 раз меньше массы Земли. Соответственно, гравитационный потенциал Луны меньше земного в шесть раз. Распределение масс вещества внутри Луны отличается от земного большей однородностью, большим объёмом магмы, что отчасти сказалось на торможении осевого вращения Луны.
Инерционное осевое вращение Земли, действительно, не нуждается в подпитке энергией. Но устойчивость её осевого вращения, как, впрочем, и других планет, обусловливает её же строение. По существу, у Земли три центра масс: общий центр масс в центре Земли, вокруг которого вращаются два другие центра масс. Эти два центра масс находятся на прямой, перпендикулярной оси вращения планеты, симметрично на половине расстояния радиусов Земли. А в общем, всё это напоминает маховик (маховое колесо) с разнесёнными симметрично центрами масс, вращающийся вокруг общего центра масс. Такое распределение центров масс обусловлено гравитацией. В центре Земли вязкое круглое ядро из железа и никеля находится в состоянии невесомости, и вращается со скоростью чуть большей, чем сама Земля. В центре Земли величина g («же»-малое, ускорение свободного падения) равна нулю. Тогда как ближе к поверхности Земли величина g имеет максимальное значение. Здесь и концентрируется основная масса планеты, центры масс, симметричные общему центру масс планеты. Вектор силы гравитационного вакуумного давления тут максимален. При приближении к центру Земли вектор силы вакуумного давления пропорционально убывает. Точно также вектор силы убывает и с удалением в космос от поверхности Земли, но плотность и давление среды физ. вакуума при этом растут.
Земля вращается вокруг своей оси, как маховик, получивший энергию движения при своём формировании. Для остановки этого вращения нужны силы противодействия совершенно чудовищные. Хотя, надо сказать, что скорость осевого вращения Земли в ранний период была заметно больше. Но Земля росла в диаметре, приливные силы взаимодействия с Луной и Солнцем сказались на скорости вращения Земли. Прекратить своего инерционного осевого вращения Земля не сможет до гибели Солнца, однако это произойдёт ещё не скоро. Но скорость вращения планеты всё же будет убывать, и часы наши земные придётся подправлять. Ничто не постоянно в Солнечной системе. И орбита Земли потихоньку удаляется от Солнца, и орбита Луны удаляется от Земли. Солнце ежесекундно теряет массу в размере пяти миллионов тонн, теряет в виде тяжелых частиц (солнечный ветер). С утратой массы уменьшается гравитационный потенциал Солнца, что ведёт к удалению планет от Солнца. Но этот процесс очень медленный, малозаметный (для Земли – 6 см в год).
Скорость инерционного осевого вращения Земли достаточно велика. На экваторе планеты она составляет 1666 км/ч. На широте Москвы – 1200 км/ч. Это вращение создаёт силу Кориолиса, стремящуюся сдвинуть подвижные массы в направлении вращения. Правые берега рек в Северном полушарии Земли более крутые, чем левые (а в Южном полушарии – наоборот). Правые берега больше подмываются водой этой силой Кориолиса (закон Бэра). Хоть молекулы воды образованы двумя лёгкими газами, но масса воды всё же велика, каждый испытал это, перенося ёмкости с водой. И если к энергии движущихся масс воды под действием гравитации добавляется сила Кориолиса, то мощь потока заметно возрастает. Особенно это видно в период весенних или осенних паводков. Реки текут от верховий в низовья, и движет их гравитация, гравитационное вакуумное давление. Сила Кориолиса более всего проявляется в реках, текущих в меридиальных направления (север-юг, юг-север). Русла рек обусловлены рельефом местности. Горные реки не так подвержены силе Кориолиса, как реки на равнинах. Именно равнинные реки могут менять свои русла, создавать новые протоки, формировать старицы (меандрирование рек; меандры – извилины речного русла).
В 1926 году А. Эйнштейн сделал доклад Прусской Академии наук с темой «Причина формирования меандров в течении рек и так называемого закона Бэра». Автор пытается осветить качественные связи этого процесса, и берётся за рассмотрение убывания градиента скоростей течения у береговой стенки и возникающими вращательными движениями. В качестве аналога Эйнштейн приводит простой опыт с чашкой чая и чаинками. Если жидкость размешать ложечкой, то чаинки вскоре соберутся в центре на дне чашки. Хотя, по идее, их должна разметать в стороны центробежная сила вращающейся жидкости. Почему? По мысли автора, здесь создаются вертикальные вращения жидкости из-за разности скоростей вращения у стенок чашки (по причине трения) и вдали от стенок чашки. Вот эти вертикальные вращения и собирают чаинки на дне в центре чашки. Но если не полениться, провести такой опыт самому, то легко убедиться, что никаких вертикальных вращений в чашке не возникает! А есть лишь горизонтальные вращения жидкости с градиентом (разностью) угловых скоростей. Максимальная скорость вращения – в центре чашки. Ось вращения – вертикаль, проходящая по центру чашки. Жидкость – не твёрдое тело, и при её вращении помешиванием создаётся градиент угловых скоростей, разность скоростей. Там, где угловая скорость вращения максимальная, там происходит уменьшение давления и плотности жидкости. И именно туда устремляются чаинки и всякая взвесь. Вращение горизонтальное, никаких следов вертикального вращения нет. Если же чашку с жидкостью и чаинками вращать на неком диске, как целое, то никакого градиента угловых скоростей не будет. Чаинки раскидает по сторонам центробежной силой. При всём уважении к Эйнштейну, надо заметить, что, при горизонтальном градиенте угловых скоростей, никаких вертикальных вращений жидкости здесь нет и быть не может!
Однако Эйнштейн переносит эту модель с чашкой на русла рек, и тоже говорит о возникающих вертикальных вращениях. Нет, если и возникают в воде рек турбулентности, завихрения на изгибах, поворотах рек, то они преимущественно горизонтальные, с осью вращения направленной перпендикулярно общему течению. Общее течение воды в реках на равнинах всегда горизонтально, и возникновение здесь больших массивов вертикального вращения воды невозможно. Особенно в период паводков, когда течение велико и в воде много взвеси, можно видеть своими глазами, как на излучинах рек по поверхности ходят турбулентные вьюны. Все они – горизонтальны, с угловыми скоростями. Вероятно, при таких течениях есть в воде и вертикальные вращения жидкости, но они невелики, локальны и быстро гаснут. К слову, в нашем городе несколько лет назад пологую набережную реки выложили булыжниками. Начало этой булыжной набережной как раз сразу за излучиной, за поворотом реки. И сейчас очень хорошо видно – сколь много осадочных пород отложилось на этом пологом булыжном берегу.
В докладе Эйнштейна есть две иллюстрации: одна с чашкой, где изображены вертикальные вращения жидкости; другая – профиль русла реки, где тоже изображено вертикальное вращение. Когда увидел рисунок с чашкой, то я подумал: тот, кто рисовал это, – просто ошибся, ибо вращения должны быть горизонтальны. Но увидев второй рисунок, понял – ошибки нет. Я не поленился, провёл сам опыт с вращающейся в банке водой и чаинками. Заснял всё на видео, где совершенно отчётливо видно, что никаких вертикальных вращений жидкости нет, а есть градиент угловых скоростей, где максимальная скорость углового горизонтального вращения – в центре банки. Сюда и собираются чаинки, потому что тут плотность и давление жидкости минимальны. И я не раз отмечал, что этот опыт – очень хорошая аналогия с природой гравитации, где массивные тела тоже изменяют вокруг себя плотность и давление среды физ. вакуума, создают градиент плотности скоростей. Попав в этот градиент скоростей, пробное тело выдавливается с ускорением туда, где плотность и давление среды минимальны, а именно – к поверхности массивного тела, как чаинки в чашке.
На этом опус можно было бы закончить. Но есть ещё одна область физики, где вращение играет ключевую роль – электродинамика. Была и остаётся до сих пор спорной тема природы электрического заряда, положительного и отрицательного. Решение вопроса, что почти очевидно, надо искать в природе вращения. Говоря о зарядах, лучше всего брать в предмет рассмотрения постоянный магнит, который имеет два полюса. В теле магнита вращательные движения атомных частиц сонаправлены, их оси вращения смотрят в одну сторону. Полюса постоянного магнита различаются винтом вращения, винтом закрутки их так называемых магнитных полей. И соответственно взаимодействуют. Если винты закрутки полей полюсов совпадают – полюса «притягиваются»; если не совпадают – «отталкиваются». Притягиваются – потому что в месте интерференции, наложения однонаправленных полей падают давление и плотность среды физ. вакуума, а внешний, более плотный физ. вакуум, сдавливает тела магнитов. Когда вихри полей разнонаправлены, то происходит не падение давления и плотности среды, а наоборот, рост давления и плотности среды, который и расталкивает полюса магнитов, ставя их сонаправленно. Свободные заряды – те же дипольные магнитики, которые могут ориентироваться левым или правым винтом закрутки. Левый или правый винт вращения, закрутки частицы или квазичастицы и обозначает положительный или отрицательный её заряд. Что касается «противоположности притягиваются», то как раз у противоположных полюсов магнитов винты закрутки полей как раз и совпадают по направлению! А у одноимённых полюсов – противоположны!
По существу, вся вращательная динамика во вселенной начинается с кольцевого, торообразного вращения протона, как целого. Колебательная динамика «дыхания вакуума» протона так и осталась бы колебательной динамикой, если бы протон, как целое, не получил вращение! Как с примером вращающейся жидкости в чашке, так и в природе гравитации, так и во взаимодействии магнитных полей мы имеем создание градиентов плотностей и давлений сред, градиентов плотности скоростей. Эти разности скоростей и вызывают рождение векторной силы, которая заставляет массы изменять свою скорость, двигаться иначе. Закон сохранения энергии движения говорит нам о том, что невозможно создать новую энергию движения и невозможно уничтожить прежнюю энергию движения. Можно лишь преобразовать одну форму движения в другую. Поднимая над поверхностью земли камень, затрачивая энергию, мы переносим камень не в пассивную пустоту среды физ. вакуума, а туда, где энергия движения среды физ. вакуума несколько больше, больше плотность и давление среды. И, давая камню свободно упасть, возвращается обратно энергия подъёма…