Аннотация: Обзор работ по различным экспериментам по определению зависимости силы притяжения от расстояния. Описываются эксперименты по возникновению силы отталкивания.
Притяжение и отталкивание.
Николай Колтовой
Эта тема является очень сложной и глубокой, но в своей статье я постараюсь привести некоторые работы, которые отражают различные направления исследований в этой области.
Основной тезис: эффект притяжения или отталкивание на некоторое тело определяется не взаимодействием тел, а свойствами пространства в той точке, в которой находится тело.
Более точно: сила, воздействующая на объект, определяется в результате взаимодействия внешних полей в точке нахождения объекта, с собственным полем объекта.
При уменьшении расстояния между молекулами энергия отталкивания возрастает, а энергия притяжения уменьшается. При некотором расстоянии суммарная энергия системы из двух молекул минимальна, и система имеет устойчивое состояние.
Эффект Казимира. Притяжение. Квантовая механика предсказывает, что на расстояниях порядка нанометра между телами должна наблюдаться сила притяжения. Такое явление называют эффектом Казимира, и его существование подтверждено экспериментально. Однако при определенных условиях притяжение тел на таких масштабах может смениться их отталкиванием.
Эффект Казимира-Лифшица (обощенный эффект Казимира), расталкивание.
Группе американских ученых впервые удалось измерить силу такого отталкивания между телами на больших (по меркам наномира) расстояниях, и полученные данные хорошо согласуется с теорией.
Сила гравитационного притяжения для двух тел с массами m1 и m2, находящимися на расстоянии r. G-гравитационная постоянная, равная: 6,67430(15)•10"11 м"/(кг•с«).
Гравитационный парадокс, или парадокс Неймана-Зелигера, историческая космологическая проблема, вытекающая из классической теории тяготения. В бесконечной Вселенной с евклидовой геометрией и ненулевой средней плотностью вещества гравитационный потенциал всюду принимает бесконечное значение.
Были предложены различные модификации закона всемирного тяготения.
Зависимость закона тяготения от размерности пространства.
Закон зависит от числа пространственных измерений. Гравитация ослабевает с расстоянием, потому что по мере удаления от своего источника она распределяется по все большей границе.
Факт равенства с очень высокой точностью (10в-9) показателя степени расстояния в знаменателе выражения для силы тяготения числу 2 отражает евклидову природу трёхмерного физического пространства механики Ньютона.
------------------------------------------
Ряд учёных пытались исходить из необъяснимого в рамках ньютоновской теории аномального смещения перигелия Меркурия. Простейшим вариантом была "гипотеза Холла", согласно которой квадрат расстояния в формуле закона всемирного тяготения следует заменить на немного большую степень. Такая корректировка достигала сразу двух целей - гравитационный парадокс исчезал (интегралы становились конечными), а смещение перигелия Меркурия можно было объяснить, подобрав подходящий показатель степени для расстояния. Однако, как вскоре выяснилось, движение Луны не согласуется с новым законом.
---------------------------------------------
Можно предположить (исходя из исследований А.Холла и С.Ньюкома), что показатель степени в знаменателе ньютоновского закона тяготения не только не равен "точно 2", но и меняется с изменением расстояния между телами.
Попытки улучшить ньютоновский закон всемирного тяготения предпринимались начиная с середины XVIII века. Первую попытку сделал в 1745 году А.К. Клеро, чтобы объяснить аномалии в движении Луны. В мемуаре "О системе мира согласно началу тяготения" Клеро предложил вместо ньютоновского закона:
Можно предположить, что закон притяжения Ньютона действует только в ограниченной области значений масс и расстояний. Он не работает для очень больши и очень малых значений массы и расстояния.
1758-Бошкович Руджер. Оригинальное графическое представление универсального закона сил Бошковича, воспроизводимое из его "Теории натуральной философии", впервые опубликованной в 1758 году. Изменение силы взаимодействия между двумя "материальными точками" по мере изменения расстояния между ними представляется в виде волнистой кривой, проходящей через последовательность точек DFHKMOQSTV. Расстояние между ними определяется по оси абсцисс АС; величина силы меняется вдоль оси ординат АВ. Сила имеет характер отталкивания, когда линия графика располагается над осью АС, и характер притяжения, когда график ниже оси. На очень больших расстояниях (в районе точки V и за ней) действие этой силы начинает описываться ньютоновским гравитационным законом обратных квадратов. Отталкивание, возникающее между точками, когда расстояние стремится к нулю, предотвращает коллапс материи в объект нулевого размера.
1849-Ballot (1817 -1891)-профессор математики в Утрехте. Изучал Притяжение и отталкивание. Он писал: В каждом атоме существуют одновременно две силы: притягательная и отталкивательная. Обе эти силы слагаются в единую силу, которая, в зависимости от различных положений равновесия атомов, для некоторых точек пространства обращается в нуль и при этом меняет свой знак; следовательно, если Х обозначает расстояние между двумя атомами, эта сила может быть выражена знакопереенным рядом по обратным степеням от расстояния.
Максвелл (Maxwell J.C.) обнаружил близко действующую гравитационную силу и ее пятую степень зависимости от расстояния при оценке сил молекулярного взаимодействия. В своей работе "On the dynamical theory of gases" он показал, что эта сила между молекулами не электрическая и не магнитная и уменьшается от расстояния в пятой степени.
Колесников Александр Александрович. Гравитационный закон, объединяющий силу притяжения Ньютона и гравитационную отталкивающую силу. Инженерная физика. 2016. !9. с.74-80. Представлены результаты измерения гравитационной силы между тонкими медными пластинами на крутильных весах. Экспериментально определено, что на расстоянии менее 1мм между двумя материальными точками гравитационная сила отталкивания превышает силу гравитационную силу притяжения Ньютона.
Сила отталкивания обратно пропорциональна пятой степени от расстояния
Раимкулов Марат Нурдинович. Гравитационное отталкивание. Он предположил, что сила гравитационного притяжения обратно пропорциональна площади сферы (1/r2), а сила гравитационного отталкивания обратно пропорциональна объему сферы (1/r3).
Результирующая сила определяется форулой: F=C1/r2 - C2/r3.
Ровинский Реомар Ефимович, получил следующую формулу для для силы:
F = -GM/R2 + Lc2R/3, где G -постоянная тяготения, R -расстояние между гравитирующими объектами, с -скорость света, L -космологическая постоянная, учитывающая интенсивность антигравитирующего отталкивания.
В космологии, при составлении 3-х мерной карты Вселенной обнаружилось существование устойчивого равновесия скоплений галактик, которые в сечении имеют вид кольцевых структур. Из этого следует, что галактики в таких структурах сосредоточены в основном либо в их центре, либо на периферии. То обстоятельство, что периферийные скопления галактик удерживаются на значительном расстоянии от центрального скопления (равном для большинства кольцевых структур ~ 500 миллионам парсек), подтверждает наличие между центральными и периферийными скоплениями галактик сил отталкивания. Закон Ньютона это не предсказывает.
Участок карты Вселенной с изображением кольцевых структур (Berkeley National Laboratory)
Некоторые теории в рамках квантовой теории гравитации предполагают существование отталкивающей гравитации в очень малых масштабах.
1-Гипотеза гравитационного отталкивания, вызванного виртуальными частицами. Согласно этому подходу, отталкивание между телами может быть связано с силой, создаваемой виртуальными частицами, включая гравитоны.
Анистратенко Леонид Анатольевич. Он считает, что все тела в мире не притягиваются, а отталкиваются! Это открытие было не плодом размышлений, а результатом многолетних теоретических изысканий и экспериментов.
Барац Яков Ильич. Тяготение и отталкивание: математические модели физических процессов. Вдоль вектора напряженности гравитационного поля имеется поток энергии (поток материальной субстанции), которая своим движением увлекает (приталкивает) и принуждает двигаться материальные объекты, которые попадают в этот поток.
Богословский Михаил Михайлович. Современное представление о законе всемирного притяжения. В статье доказывается необходимость приведения формулировки закона всемирного притяжения в соответствии с новыми знаниями о Вселенной и законами Природы. Обосновывается новое понимание массы. Закон всемирного притяжения дополняется всемирным отталкиванием.
Воронов В. Гравитационное "отталкивание". Квант. 2009. !3. с.37-38. Вывел закон Ньютона для объектов, находящихся в среде, имеющей некоторую плотность.
-если плотность среды =0, то обычная формула Ньютона,
-если плотность среды < плотности объектов, то притяжения
-если плотность среды = плотности объектов, то нет силы притяжения,
-если плотность среды > плотности объектов, то отталкивание.
Иммануил Кант в своем философском построении обосновал понятие материи из сил притяжения и отталкивания. Кант определил силу притяжения как пронизывающую, благодаря которой одна материя может непосредственно действовать на части другой и за поверхностью соприкосновения. Силу отталкивания он определил как поверхностную силу, посредством которой материи могут действовать друг на друга только на их общей поверхности соприкосновения.
Кант. Математические начала естествознания. М. Мысль. 1966. 384с.
Клименко Алексей Владимирович. Вакуум и гравитация. Высказана гипотеза о гравитационной поляризации вакуума. Показано, что если идея о гравитационной поляризации вакуума является правильной, то гравитация - это не только тяготение, но одновременно и отталкивание. Гипотеза о гравитационной поляризации вакуума является альтернативой гипотезе о существовании тёмной материи.
Эткин Валерий Абрамович. О существовании гравитационных сил отталкивания.
На основе принципа эквивалентности массы и энергии устанавливается новый закон гравитационного взаимодействия масс. Этот закон предсказывает существование гравитационных сил как притяжения, так и отталкивания. Показано, что во Вселенной существуют силы тяготения и отталкивания в зависимости от знака градиента плотности вещества.
Около каждого объекта существует некоторое поле, которое бывает либо положительное, либо отрицательное. Два объекта с одинаковым знаком поля притягиваются, а с разным знаком отталкиваются.
Ольховенко Александр Иванович. Что такое гравитация и антигравитация.
Экспериментом с крутильными весами показано, что существует отталкивание между телами. Гравитационное отталкивание тел не является взаимодействием между телами, а является в первую очередь взаимодействием между телом и пространством, в котором оно находится.
Демин Евгений Иванович. Он взял обыкновенную электрическую лампочку, на пути её лучей поставил экран, простую картонку, а за ним пробную массу в виде шарика на коромысле крутильных весов. Когда лампа загорелась, массивный шарик вдруг потянулся к экрану.
Козырев Николай Александрович. Эксперименты с крутильными весами.
1-На нагретый предмет стрелка притягивается, а от тающего льда отталкивается.
2-Реакция на пробирку, в которой идет растворение серной или соляной кислоты с выделением тепла, и на пробирку, в которой растворяется гипосульфит натрия с поглощением тепла, стрелка отталкивается, как от тающего льда.
3-Букет цветов, стрелка притягивается к нему. Букет букет стал вянуть, то стрелка от него стала отталкиваться.
4-Любые теплые предметы притягивают стрелку, а холодные отталкивают. Размещение между теплым предметом и прибором теплоизоляции, например, слоя ваты, не уничтожает, а лишь замедляет эффект".
Мортон Чарльз. Схема эксперимента Мортона, известного как "луч Мортона". Чарльз Мортон (Charles R. Morton) занимался подобными экспериментами в 1960-х годах.
Уваров В.В. исходя из экспериментов с гироскопом, предположил, что гравидинамическая составляющая может возникать не только при движении масс. Основной вклад в формирование гравидинамического или гравимагнитного поля вносят потоки энергии. И, как следствие, В.В.Уваров предположил, что биогравитационное поле Дуброва-Пушкина есть не что иное, как гравимагнитное поле, излучаемое живыми организмами в результате энергетических процессов, протекающих в их клетках, то есть в результате протекания биохимической реакций. Используя гироскоп в качестве датчика гравимагнитного поля в ряде экспериментов по растворению различных веществ, В.В. Уваров пришел к выводу, что процесс растворения вещества способствует возбуждению гравимагнитного поля. И что разные вещества будут возбуждать разные как по направлению, так и по величине поля. В дальнейшем липецкий ученый экспериментально показал, что не только поглощение или выделение системой энергии способствует возникновению гравимагнитного поля, но и простое изменение только внутренней энергии системы также возбуждает упомянутое поле. Справедливо и обратное: если существует внешнее гравимагнитное поле, то оно будет оказывать действие на любой процесс изменения энергии в той или иной системе, группе систем, ускоряя или замедляя эти процессы в зависимости от величины и направления этого поля.
При вращении объекта возникает вихревое поле, направленное по оси вращения. При одном направлении вращения оно направлено по направлению гравитационного поля, поэтому вес тела увеличивается. При вращении в другую сторону вес уменьшается. Если вращение достаточно быстрое, то собственное поле достаточно большое, и объект начинает левитировать (отталкиваться от земли).
Авраменко Ремилий Федорович. Автор идеи летательного аппарата, который, как предполагается, будет летать в безнейтринном пространстве, отталкиваясь только от электронов. Провел эксперимент с вращающимся со скоростью 55 тыс. об/мин 3-метровым диском, вес которого уменьшался на 16-18 кг.
Галиев Галий. Антигравитационная машина. Быстро вращающиеся предметы частично теряют свой вес. Это явление прямо пропорционально диаметру и скорости вращения данного предмета.
Гульков Александр Нефедович. Результаты экспериментальных исследований динамики веса тел при вращении. Сознание и физическая реальность. 2011. !6. с.16-25.
Вращение тела вокруг вертикальной оси. Если раскрутить гироскоп до 365 тыс. об/мин, он начнёт "возвращать" энергию вращения обратно в гравитационное поле с удельной мощностью 48 Вт/кг, что и создаст условие зависания всего прибора над Землей.
Оникийчук Валерий Николаевич. Динамический эффект антигравитации у вращающихся тел в центральном поле. К вопросу о новом физическом принципе движения. В сборнике: Образовательная система в рамках процесса совершенствования современного научного знания. Сборник научных трудов. Казань, 2019. с.208-213. 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). Указанный эффект существует всегда у вращающихся тел и способен объяснить ряд астрономических эффектов. Эффект "антигравитации" у вращающихся тел может стать новым физическим принципом движения для нового типа летательных аппаратов, способных перемещаться в космическом пространстве без реактивных двигателей. Названный эффект разрушает принцип равенства инертной и гравитационной массы, поскольку за счет скорости вращения тела относительно собственного центра масс гравитационную массу тела теоретически можно сделать не только "нулевой", но и "отрицательной".
Hideo Haysaka, японский исследователь, экспериментально доказал, что ускорение свободного падения у падающего гироскопа с правым вращением меньше, чем с левым.
-------------------------------------------
1989-С.Такеучи и Ч. Хайсахи, японские исследователи опубликовали статью, в которой утверждают, что вес 175-граммового гироскопа при скорости 13.000 оборотов/мин теряет в весе 10 миллиграмм. Они установили, что горизонтально вращающийся ротор легче неподвижного, а вращающийся по часовой стрелке легче вращающегося против часовой на величину порядка 7х10-8 %.
--------------
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.
Изменение веса при равноускоренном (равнозамедленном) вращении.
Бовин А.А. Гравитационные эффекты при вращении тел.
В статье рассмотрено влияние вращения тела (маховика гироскопа) на гравитационное взаимодействие. Исследованы взаимосвязи ускоренного вращения маховика гироскопа и его веса. Выявлено, что наибольшее изменение веса гироскопа происходит при принудительном торможении магнитным полем.
В статье обоснован и экспериментально подтверждён новый принцип левитации, позволяющий формировать тяговое усилие без взаимодействия с окружающей средой на основе раскручивания и торможения маховика.
Урсеитов О.У. О феномене одного природного закона. Изменение веса при вращении.
В выклюенном состоянии трехфазный асинхронный двигатель весил 3,2 кг. В момент пуска его вес составил 2,3 кг. При установившемся вращении (2710 оборотов в минуту) вес сноова стал 3,2 кг.
Классическая формула гравитационного притяжение F=M1xM2/r2 имеет силу только при определеных ограничениях на величину массы и расстояния. При бесконечном сближении точечных масс (рассттояние между объектами стремиться к нулю), сила становится бесконечной. Для расширения области применения формулу необходить обобщить, например, в виде обратного степенного ряда.