Гравитация, электричество и магнетизм, как фундаментальные силы природы, действуют по одному и тому же закону: их величины (Fm, Fq, Fp) прямо пропорциональны величинам своих физических носителей (гравитационным массам m1 и m2, электрическим зарядам q1 и q2 и магнитным полюсам p1 и p2) и обратно пропорциональны квадратам расстояний (r2) между ними.
Гравитационное поле локализованной вращающейся массы создает в окружающем пространстве потенциальную компоненту, аналогичную электростатическому полю электромагнитного заряда, и вихревую компоненту, аналогичную магнитному полю точечного магнита (или дипольному полю электрического диполя).
Напряженности гравитационного поля вдоль оси вращения. Имеется область положительного значения напряженности гравитационного поля. Эта область является пространством, в котором разогнавшиеся частицы могут выйти за пределы гравитационного поля. Таким образом, вращающееся тело может излучать в пространство частицы большой энергии, причем это излучение имеет конусообразный характер. Полюс, из которого может происходить излучение, назовем северным полюсом, а полюс, захватывающий частицы, назовем южным. Таким образом, вращающееся тело имеет два полюса, различающиеся физически.
1918-Тирринг Г. и Лензе И., немецкие физики, опираясь на линейные полевые уравнения Эйнштейна, проводят теоретические исследования гравитационного поля вращающегося шара. Оказывается, гравитационное поле вращающегося шара качественным образом отличается от поля неподвижного. Вычисления показали, что пробная масса, внесенная в это поле, испытывает ускорения, весьма аналогичные тем, которые возникают под действием сил Кориолиса во вращающихся системах отсчета. Причем величина этих сил не зависит от гравитационной постоянной. Но самое примечательное заключается в том, что поле Лензе-Тирринга (так иногда называют гравитационное поле вращающегося шара) удивительно похоже по строению на магнитное поле заряженного вращающегося шара. Это обстоятельство послужило причиной тому, что поле Лензе-Тирринга называют еще гравимагнитным полем. Основное отличие гравимагнитного поля от поля тяжести состоит в том, что гравимагнитное поле всегда взаимодействует только с движущимися массами.
При вращении материального объекта вокруг некоторой оси форма силовых линий динамического поля геометрически аналогична форме силовых линий хорошо известного магнитного диполя. Для расчета значения величины индукции динамического поля в любой точке пространства у вращающегося вокруг оси объекта (ось вращения может проходить через объект или находиться от него на некотором расстоянии) удобно применять следующую формулу: О = k L - 1 + 3 cos2a / r3.
Здесь О -модуль индукции динамического поля; L -момент импульса объекта: L = J w. где J -момент инерции (для выбранной оси вращения); w - скорость вращения; r -радиус-вектор, проведенный из центра вращения объекта в рассматриваемую точку поля; a -угол между векторами L и r; k -коэффициент пропорциональности.
В своих работах Поляковы смогли дополнить теорию тяготения Ньютона уравнением, связывающим вращательное движение массы с ее собственным гравитационным полем:
2. Осевое излучение при вращении (торсионное излучение).
Физическая модель эффекта излучения при вращении.Предположения:
1-любой объект (электрон, протон) при вращении излучают торсионы (безмассовые вихревые частицы), в направлении оси вращения. Эти частицы не переносят энергию, но переносят момент импульса.
2-при вращении макрообъекта происходит ориентация оси вращения частиц вещества вдоль оси вращения (образуется спин-ориентированная среда). В результате возникает излучение вдоль оси вращения макрообъекта.
3-если имеется спин-ориентированная среда, то она излучает и без вращения, но при вращении излучение усиливается.
Пример: пульсар, за счет быстрого вращения частицы пульсара приобретают ориентацию вдоль оси вращения, возникает спин-ориентированная среда, с мощным излучением вдоль оси вращения.
Первый пульсар был открыт в июле 1967 года Джоселин Белл, аспиранткой Энтони Хьюиша, на меридианном радиотелескопе Маллардской радиоастрономической обсерватории Кембриджского университета, на длине волны 3,5 м (85,7 МГц).
Можно выделить две частоты, связанные с пульсарами:
1-частота вращения пульсара относительно своей оси (до 700 оборотов/сек).
2-частоте прецессии оси вращения пульсара.
Период (P). Максимальный известный период радиопульсара составляет 11,77с, а минимальный - 0,0014с (1,4 мс). Распределение пульсаров по периодам имеет два максимума: больший максимум соответствует периоду 0,6 с (нормальные пульсары), а меньший - периоду 4 мс (миллисекундные пульсары).
Характеристики нейтронных звезд:
Масса равна массе Солнца, диаметр 10км, скорость вращения 700 об/сек (период 1,396мс).
Почему она вращается так быстро?
Когда вращающаяся фигуристка прижимает руки к груди, она начинает вращаться быстрее.
Значит, вначале была большая звезда, которая стала сжиматься и вращаться быстрее.
Излучение пульсара и распределение пульсаров по периодам.
При вращении частиц по окружности возникает излучение, направленное вдоль направления движения.
Синхротронное (или магнитотормозное) излучение -электромагнитное излучение, испускаемое заряженными частицами, движущимися с релятивистскими скоростями по траекториям, искривлённым за счет магнитного поля.
Исследовательница из США M. Sue Benford облучала генератором Шпильмана "Комфорт" рентгеновские плёнки, предназначенные для исследования ядерных треков. В результате получались пятна почернения, которые эксперты из нескольких ядерных лабораторий США характеризовали как треки неизвестных частиц. В пятнах обнаружены следы серы, магния и алюминия, в то время как необлучённая фотоэмульсия содержит лишь углерод, азот и кислород.
-излучение имеет два направления поляризации, по часовой стрелки, и против часовой стрелки,
-степень воздействия зависит от направления вращения объекта, скорости вращения, расстояния до объекта,
-излучение не переносит энергию, но переносит момент импульса, поворачивает крутильные весы.
-под действием излучения вращающихся объектов изменяется скорость распада радиоактивных изотопов, засвечивается фотопленка, поворачиваются крутильные весы.
-диаграмма излучения представляет собой два конуса, направленные в противоположные стороны вдоль оси вращения,
-воздействие усиливается при ускорении (замедлении) вращения.
-свойство фантома, после выключения генератора воздействие еще некоторое время продолжается.
Обнаружен интересный эффект, который заключался в изменении веса предметов при наличии вращающихся масс. Изменение веса происходило вдоль оси вращения массы. В работах Н. Козырева наблюдалось изменение веса вращающегося гироскопа. При вращении по часовой стрелке гироскоп становится тяжелее. При вращении против часовой стрелки гироскоп становится легче.
Установлен динамический эффект выталкивания из гравитационного поля свободных твердых вращающихся тел. Эффект достигается при наличии некоторой критической скорости вращения относительно собственного центра масс. При превышении критической скорости вращающееся тело выталкивается из гравитационного поля и удаляется от центра притяжения. Так, например, для тонкого кольца, расположенного в плоскости местного горизонта, минимальной критической скоростью вращения относительно центра масс, является первая космическая скорость, т.е. примерно 7,9 км/с (в поле тяготения Земли).
Брюс ДеПальма провел следующий эксперимент. Их двух расположенных рядом катапульт он выстреливал двумя шарами под одинаковым углом, причем к каждому шару прикладывалась одинаковая сила. Единственная разница между шарами состояла в том, что один шар вращался с огромной скоростью -27.000 оборотов в минуту, а второй вообще не вращался. В абсолютном вакууме он наблюдал траектории обоих шаров и замечал любые изменения -высоты, угла и скорости движения. Осуществляя это, Де Пальма открыл невероятное: В нарушение всех известных законов физики, вращающийся шар поднимался выше, падал медленнее и улетал дальше, чем его не вращающийся собрат.
Одной из особенностей взаимодействия вращающихся тел является его зависимость от взаимного расположения осей вращения этих тел, т.е. от ориентации моментов их импульса. Наглядным свидетельством этого явления послужили эксперименты американских астронавтов в космосе с волчками, показанные как-то по телевидению. Запущенный вначале одиночный волчок четко держал в невесомости ориентацию оси вращения, несмотря на все попытки космонавтов изменить её. Эта устойчивость сохранилась и тогда, когда к первому вращающемуся волчку приставили второй вращающийся волчок с осью вращения, параллельной первому. Однако когда ось вращения второго волчка ставилась под углом к оси вращения первого, волчки начинали вращаться относительно друг друга, изменяя взаимную ориентацию и образуя при этом причудливую колебательно вращающуюся систему. По мере расхождения осей обоих волчков это вращение ускорялось, и наступал момент, когда система двух волчков "взрывалась", и они с большой скоростью разлетались в разные стороны.
Эксперименты по взаимодействию в вакууме близкорасположенных вращающихся масс. Экспериментальная установка представляет собой вакуумную камеру, в которой помещены два электромотора постоянного тока с насаженными на валы тонкими алюминиевыми дисками. Валы двигателей механически никак не связаны, а питание подаётся на них с двух независимых регулируемых блоков питания. Расстояние между дисками от миллиметра до нескольких миллиметров, в камере средний вакуум порядка 10-5 атм. В ситуации, когда диски насажены на валы с перекосом, но без механического контакта между дисками, происходит следующий эффект. Когда подачей напряжения на один мотор приводится во вращение один диск (частота вращения порядка 100 об/сек), второй диск, будучи вначале неподвижным, как бы увлекается вращением первого диска и начинает вращаться, вращая при этом и вал своего электродвигателя (на второй мотор напряжение при этом не подаётся). Чтобы остановить второй диск, можно приложить обратное напряжение на его мотор, причём величина этого тормозящего напряжения оказывается порядка половины напряжения на первом моторе. Т.е. имеет место передача мощности от одного диска другому. Если же закрутить диски навстречу друг другу, начинается их взаимное бесконтактное торможение с одновременным быстрым разогревом дисков, а сами диски начинают синхронно деформироваться волнообразными движениями, вращающимися относительно лабораторной системы отсчёта с частотой несколько оборотов в секунду. Касания дисков при этом не происходит, более того, между дисками идёт отталкивание, диски как бы обтекают друг друга, и после длительного совместного вращения они деформируются, немного выгибаются в сторону друг от друга.
Эксперименты для исследования взаимодействия двух гироскопов, второй из которых подвешивался к потолку на удалении 3 см от центра масс первого. При вращении гироскопов в одном направлении вес 1-го из них увеличивался на 150 мг, изменяя знак при вращении в противоположные стороны. При перпендикулярном расположении осей гироскопов изменения веса гироскопа не наблюдалось.