Беседа 50. Двуединое гравитационное поле
Коллега, из Беседы 18 известно, что гравитационное и электромагнитное поля являются по сути одним полем, но измеряем мы их разными параметрами. Однако электромагнитное поле имеет две составляющих напряжённости (напряжённость электрического поля и напряжённость магнитного поля), а в гравитационном поле только один параметр напряжённости. Почему?
Уникально важный вопрос, мой друг. Этим вопросом я задавался ещё в школе, но внятный ответ от учителей получить не мог. А сейчас мы вместе попробуем разобраться с этим вашим «Почему».
Ещё в 1600 году Галилео Галилей (1564-1642) показал, что мерой силы тяжести является ускорение, которое эта сила сообщает свободно падающему телу. Но даже великий Галилей не знал тогда, что именно ускорение и определяет напряжённость гравитационного поля.
Затем, в 1618 году великий Кеплер (1571-1630) открывает свой третий Закон Природы и в результате мы получили постоянную Кеплера для каждого конкретного гравитационного поля. Однако, сам Кеплер ещё не знал, что его постоянная связана именно с гравитационным полем.
А после этого, в 1667 году Ньютон (1642-1727) посчитал, что две массы воздействуют друг на друга на огромных расстояниях через пустоту без каких-либо посредников. Но сам он так и не смог понять физический смысл этого взаимодействия. Поэтому и заявил, что гипотез не измышляет.
И наконец, в 1915 году Эйнштейн (1879-1955) искривил с помощью массы так называемое «пространство-время», но так и не смог понять, что происходит с этим «пространством-временем», когда масса покидает данную точку. Оно остаётся искривлённым или выпрямляется? Если выпрямляется, то за счёт каких сил? Если за счёт сил упругости, то это уже не пустое «пространство-время», а обычное силовое поле.
Теперь заметьте, у наших двух «гениев» главным фактором является масса, а великие Галилей и Кеплер говорили, хотя и косвенно, о параметрах гравитационного поля. Разница существенная. И кто здесь ближе к Истине? К великому сожалению, победила доктрина, связанная с массой. Это одна часть ответа на ваше «Почему».
Вторая часть ответа заключается в том, что идея о кинетической составляющей напряжённости гравитационного поля была предана забвению ещё в 16 веке, ибо уже в то время Рене Декарт (1596-1650) рассматривал тяготение, как результат вихрей в эфире (Спасский Б.И. История физики. Т. 1, стр. 141). Но не ведал Декарт, что вихри распространяются только в материальной среде, которую мы, в данном случае, именуем гравитационным полем.
Коллега, с вашими ответами на мой вопрос трудно не согласиться. Однако, в каком виде мы можем признать кинетическую составляющую напряжённости гравитационного поля?
И на этот ваш вопрос, мой друг, ответ весьма прост, ибо Природа устроена на простых и внятных законах. Вспомним, что для физиков главным фактором взаимодействия является силовое поле.
Например, для пробного тела сила его тяготения к центру гравитационного поля определяется, как произведение его массы на напряжённость гравитационного поля в той его точке, где находится данное тело. Здесь причиной тяготения является именно НАПРЯЖЁННОСТЬ гравитационного поля. И действует эта напряжённость на пробное тело не издалека, а прямо из точки его нахождения в данном поле. И самое главное - напряжённость присутствует в данной точке поля, независимо от того, находится в этой точке пробное тело или его там нет.
Подробнее об этом мы говорили в Беседе 6 «Природа гравитации».
Итак, для первой (потенциальной) составляющей гравитационного поля значение напряжённости (g, Дж/кг*м) мы определяем из уравнения:
g = Кп/R2, где:
Кп - постоянная Кеплера для данного гравитационного поля, Дж*м/кг;
R - радиус-вектор, направленный от центра поля к точке нахождения пробного тела, м.
Чтобы найти вторую (кинетическую) составляющую напряжённости гравитационного поля, мы используем аналогию с электромагнитным полем, ибо здесь тоже энергия поля делится на две составляющие: потенциальную (энергия взаимодействия) и кинетическую (энергия движения или вихря).
Первая (потенциальная) составляющая напряжённости в электромагнитном поле является напряжённостью электрического поля (Е, Дж/Кл*м), а вторая - напряжённостью магнитного поля (В, Тл). Причём, отличие В от Е заключается только в значении скорости вращения (v, м/с) вихря:
E = v*B или В = Е/v.
Из Беседы 18 «Закон Единой теории поля» наглядно видна аналогия между напряжённостями электрического (Е) и гравитационного (g) полей:
Е*q = mп*g, Дж/м, где:
q - электрический заряд, Кл;
mп - масса поля, кг.
Поэтому попробуем напряжённость гравитационного поля (g) поделить на скорость вращения (v) и в результате получим значение круговой (угловой) частоты:
ώ = g/v = 2π/T, 1/c, где Т - период обращения вокруг оси, с.
Это значит, что второй (кинетической) составляющей напряжённости в гравитационном поле является круговая или угловая частота вращения.
Коллега, что-то у вас всё это слишком просто.
Верно, мой друг, ибо Природа устроена весьма просто и поэтому над входом в физическую аудиторию Гёттингенского университета начертанно золотыми буквами: «Simplex sigillum veri» («Простота - печать Истины»). Более того, Михаил Ломоносов по этому поводу говорил: «Природа проста, и не роскошествует излишними причинами». И наконец, Лев Толстой писал, что «Самый верный признак Истины - это простота и ясность. Ложь всегда сложна, вычурна и многословна». Выводы теперь делайте сами.
Коллега, и с этим тоже не поспоришь. Однако круговая частота является скаляром, а напряжённость поля - величина векторная. Как вы объясните это противоречие?
Пожалуй, мой друг, для математиков это действительно тупиковое противоречие. А физики открывают свой Физический энциклопедический словарь и в разделе «Угловая скорость» читают (даю дословно):
«Угловая скорость - векторная величина, характеризующая быстроту вращения твёрдого тела. Размерность угловой скорости - 1/с».
Это значит, что в трёхмерном пространстве вектор угловой скорости по величине тоже равен углу поворота некой материальной среды вокруг центра вращения за единицу времени:
ώ = 2π/Т, 1/с
Кстати, этот вектор направлен по оси вращения согласно правилу буравчика. Кроме этого, известно, что модуль угловой скорости совпадает с мгновенным значением круговой частоты. А это значит, что круговая частота и угловая скорость по сути одно и то же, но меня больше привлекает определение «круговая частота». Во-первых, это определение говорит нам о круговом вращении, а во-вторых, оно непосредственно связано с частотой, единицей измерения которой является 1/с.
В итоге, мы спокойно шагнули от скаляра к вектору и теперь смело можем увязать параметры вихря с кинетической составляющей напряжённости гравитационного поля.
На главную
Уникально важный вопрос, мой друг. Этим вопросом я задавался ещё в школе, но внятный ответ от учителей получить не мог. А сейчас мы вместе попробуем разобраться с этим вашим «Почему».
Ещё в 1600 году Галилео Галилей (1564-1642) показал, что мерой силы тяжести является ускорение, которое эта сила сообщает свободно падающему телу. Но даже великий Галилей не знал тогда, что именно ускорение и определяет напряжённость гравитационного поля.
Затем, в 1618 году великий Кеплер (1571-1630) открывает свой третий Закон Природы и в результате мы получили постоянную Кеплера для каждого конкретного гравитационного поля. Однако, сам Кеплер ещё не знал, что его постоянная связана именно с гравитационным полем.
А после этого, в 1667 году Ньютон (1642-1727) посчитал, что две массы воздействуют друг на друга на огромных расстояниях через пустоту без каких-либо посредников. Но сам он так и не смог понять физический смысл этого взаимодействия. Поэтому и заявил, что гипотез не измышляет.
И наконец, в 1915 году Эйнштейн (1879-1955) искривил с помощью массы так называемое «пространство-время», но так и не смог понять, что происходит с этим «пространством-временем», когда масса покидает данную точку. Оно остаётся искривлённым или выпрямляется? Если выпрямляется, то за счёт каких сил? Если за счёт сил упругости, то это уже не пустое «пространство-время», а обычное силовое поле.
Теперь заметьте, у наших двух «гениев» главным фактором является масса, а великие Галилей и Кеплер говорили, хотя и косвенно, о параметрах гравитационного поля. Разница существенная. И кто здесь ближе к Истине? К великому сожалению, победила доктрина, связанная с массой. Это одна часть ответа на ваше «Почему».
Вторая часть ответа заключается в том, что идея о кинетической составляющей напряжённости гравитационного поля была предана забвению ещё в 16 веке, ибо уже в то время Рене Декарт (1596-1650) рассматривал тяготение, как результат вихрей в эфире (Спасский Б.И. История физики. Т. 1, стр. 141). Но не ведал Декарт, что вихри распространяются только в материальной среде, которую мы, в данном случае, именуем гравитационным полем.
Коллега, с вашими ответами на мой вопрос трудно не согласиться. Однако, в каком виде мы можем признать кинетическую составляющую напряжённости гравитационного поля?
И на этот ваш вопрос, мой друг, ответ весьма прост, ибо Природа устроена на простых и внятных законах. Вспомним, что для физиков главным фактором взаимодействия является силовое поле.
Например, для пробного тела сила его тяготения к центру гравитационного поля определяется, как произведение его массы на напряжённость гравитационного поля в той его точке, где находится данное тело. Здесь причиной тяготения является именно НАПРЯЖЁННОСТЬ гравитационного поля. И действует эта напряжённость на пробное тело не издалека, а прямо из точки его нахождения в данном поле. И самое главное - напряжённость присутствует в данной точке поля, независимо от того, находится в этой точке пробное тело или его там нет.
Подробнее об этом мы говорили в Беседе 6 «Природа гравитации».
Итак, для первой (потенциальной) составляющей гравитационного поля значение напряжённости (g, Дж/кг*м) мы определяем из уравнения:
g = Кп/R2, где:
Кп - постоянная Кеплера для данного гравитационного поля, Дж*м/кг;
R - радиус-вектор, направленный от центра поля к точке нахождения пробного тела, м.
Чтобы найти вторую (кинетическую) составляющую напряжённости гравитационного поля, мы используем аналогию с электромагнитным полем, ибо здесь тоже энергия поля делится на две составляющие: потенциальную (энергия взаимодействия) и кинетическую (энергия движения или вихря).
Первая (потенциальная) составляющая напряжённости в электромагнитном поле является напряжённостью электрического поля (Е, Дж/Кл*м), а вторая - напряжённостью магнитного поля (В, Тл). Причём, отличие В от Е заключается только в значении скорости вращения (v, м/с) вихря:
E = v*B или В = Е/v.
Из Беседы 18 «Закон Единой теории поля» наглядно видна аналогия между напряжённостями электрического (Е) и гравитационного (g) полей:
Е*q = mп*g, Дж/м, где:
q - электрический заряд, Кл;
mп - масса поля, кг.
Поэтому попробуем напряжённость гравитационного поля (g) поделить на скорость вращения (v) и в результате получим значение круговой (угловой) частоты:
ώ = g/v = 2π/T, 1/c, где Т - период обращения вокруг оси, с.
Это значит, что второй (кинетической) составляющей напряжённости в гравитационном поле является круговая или угловая частота вращения.
Коллега, что-то у вас всё это слишком просто.
Верно, мой друг, ибо Природа устроена весьма просто и поэтому над входом в физическую аудиторию Гёттингенского университета начертанно золотыми буквами: «Simplex sigillum veri» («Простота - печать Истины»). Более того, Михаил Ломоносов по этому поводу говорил: «Природа проста, и не роскошествует излишними причинами». И наконец, Лев Толстой писал, что «Самый верный признак Истины - это простота и ясность. Ложь всегда сложна, вычурна и многословна». Выводы теперь делайте сами.
Коллега, и с этим тоже не поспоришь. Однако круговая частота является скаляром, а напряжённость поля - величина векторная. Как вы объясните это противоречие?
Пожалуй, мой друг, для математиков это действительно тупиковое противоречие. А физики открывают свой Физический энциклопедический словарь и в разделе «Угловая скорость» читают (даю дословно):
«Угловая скорость - векторная величина, характеризующая быстроту вращения твёрдого тела. Размерность угловой скорости - 1/с».
Это значит, что в трёхмерном пространстве вектор угловой скорости по величине тоже равен углу поворота некой материальной среды вокруг центра вращения за единицу времени:
ώ = 2π/Т, 1/с
Кстати, этот вектор направлен по оси вращения согласно правилу буравчика. Кроме этого, известно, что модуль угловой скорости совпадает с мгновенным значением круговой частоты. А это значит, что круговая частота и угловая скорость по сути одно и то же, но меня больше привлекает определение «круговая частота». Во-первых, это определение говорит нам о круговом вращении, а во-вторых, оно непосредственно связано с частотой, единицей измерения которой является 1/с.
В итоге, мы спокойно шагнули от скаляра к вектору и теперь смело можем увязать параметры вихря с кинетической составляющей напряжённости гравитационного поля.
На главную