Gravitáció formulák nélkül
Minden univerzumban lévő testek, mozgásuk mentén mozognak egy térben, fizikai vákuumban. Fontos, hogy ez a médium képes fizikai cselekmények átadására, ezért maga is anyagi, és nem valamiféle virtuális. Nevezzük ezt a környezetet - tér.
Amikor a test az űrben van, kölcsönhatás van közöttük. A test cselekszik a téren, és az űr cselekszik a testen. A test, a térben fellépő "nyomja" azt, és felveszi annak térfogatát, amelyben található. A "kiterjesztett" tér deformálódik. A térdeformáció megnyilvánulhat a kontrakcióban, de a tér nem összenyomható (ez a tér tulajdonsága), és ezért láncol.
A görbült tér viszont a testen rugalmas erők formájában hat, amelyek a tér görbületében jelennek meg. Mivel a test minden oldaláról görbül a tér, az ívelt tér a testen is minden oldalról működik. A testet "tömöríti" az ívelt tér rugalmas ereje.
A test tömegével hajlott tér térségét az adott test gravitációs kútjainak nevezik. A tér görbületének eloszlása a gravitációs kutakban nem egységes. Minél közelebb van a testhez, annál inkább ívelt a tér. Ezzel szemben, annál távolabb van a testtől, annál kevésbé ívelt tér a gravitációs gödörben. Nyilvánvaló, hogy vannak olyan térterületek, amelyeket az adott test tömege nem torzít.
Amikor a test vele mozog, az általa kialakított gravitációs kút is elmozdul, és ha a test forog a saját tengelye körül, akkor a gravitációs gödör a testzel együtt forog. Meg kell jegyezni, hogy a testtel együtt a tér nem mozog és forog, hanem csak görbülete.
Figyelembe véve a gravitációs gödrök mozgását és forgását a testekkel együtt, meg kell jegyeznünk még egy tulajdonságot. Ha a test tömegének a rugalmas felületen egy függőleges sík által létrehozott gravitációs szakasza egy részét képezzük, megkapjuk a felület görbületvonalát (1.
Tekintettel a gravitációs gödörre az AA függőleges tengelyhez viszonyítva, láthatjuk, hogy a rugalmas felület görbületi vonalai a test tömegének hatására a gravitációs kút bal és jobb oldalán helyezkednek el. Ezek a vonalak egymás tükörképei vagy inverz görbületű vonalak egymáshoz képest.
Így a rugalmas felület görbületének ellentétes vonalai fordított görbületet mutatnak egymáshoz képest. Az inverz görbület jelenléte nemcsak egy rugalmas felületen kialakult gravitációs gödörben létezik, hanem térbeli gravitációs kútban is. Ez a tény nagy jelentőséggel bír a testek gravitációs kölcsönhatásának problémája során.
A testek gravitációs kölcsönhatása csak akkor következik be, amikor gravitációs kutak kölcsönhatása megtörténik. Más szavakkal, a testeknek olyan távolságban kell lenniük, hogy gravitációs gödrök "átfedik egymást". Ha a testek olyan távolságban vannak, ahol a gravitációs kutak nem érintkeznek egymással, akkor e testek között nincs gravitációs kölcsönhatás.
A saját tengelye körül forogó testek gravitációs kölcsönhatása a sodrott gravitációs kutak kölcsönhatásából ered.
A kanyargó hatást 1918-ban az osztrák fizikusok, Josef előre jelezte
Lens és Hans Thirring, akik munkájuk során visszautasították a relativitáselméletet A. Einstein.
E tudósok következtetései szerint minden olyan test, amely a saját tengelye körül forog, nemcsak a helyet terheli meg, hanem gravitációs gödröt képez, hanem a gravitációs gödröt is megdönti a test elfordulása és a gravitációs kút irányában.
A gravitációs kút forgása a test forgatásának köszönhető. Forgatás közben a test a forgási mozgást továbbítja a gravitációs gödörbe, a gravitációs gödör érintkezési felületétől kezdve a testig a gravitációs gödör határáig.
Az a tény, hogy a gravitációs kutak belsejében lévő forgó mozgást nem azonnal továbbítják, de véges sebességgel, a periférián lévő gravitációs gödörben lévő területeken a forgási mozgás késik a test forgási mozgásával szemben. Ez spirális torzulásokhoz vagy a gravitációs kút torzításához vezet. A test minden egyes új forgása a saját tengelye körül megnöveli a gravitációs kút csavarását.
Amint fentebb említettük, a tengely körül forgó testek gravitációs kölcsönhatása a sodrott gravitációs kutak kölcsönhatásából ered. Ebben a kölcsönhatásban különös jelentőséggel bír a csavaró gravitációs gödrök iránya.
Tekintsük az M1 és M2 testek gravitációs kölcsönhatásának két változatát:
- A testek egy tengely körül forgatnak;
- A testek különböző irányokban forognak a saját tengelyük körül.
1. lehetőség.
Ha az M1 és M2 testek egy irányban forgatnak, akkor a gravitációs gödrök a kontaktus területén fordulnak ellenkező irányba. Ez azt jelenti, hogy a gravitációs kutak megcsavarodása is ellentétes lesz.
Ezért, ha két teste egy saját tengelye körül egy irányban forgatva van, az ellentétes irány kétféle csavarása fordul elő a testek közötti térben. Ennek az átfedésnek köszönhetően kompenzálódik a gravitációs gödrök csavarodása
A testek közötti tér összecsukási görbülete csökken. A helyek a testek mögött helyezkednek el. A gravitációs gödrök egymáson történő impulzusának eredményeképpen egy gravitációs gödör megcsavarodásával egy másik gravitációs kút csavarodásával kerül sor. Mivel ezeknek a csavarásoknak egy iránya van, a tér összezavarási görbülete növekszik a testek mögött.
Így a görbület változása a tér különböző területein változik, a görbült területnek a testeken lévő részein fellépő rugalmas erők értéke megváltozik. Az olyan térségekben, ahol görbülete csökken, a rugalmas erők értéke csökken, és fordítva, ahol a tér görbülete növekszik, a rugalmas erők értéke növekedni fog.
A testre ható hajlékony erők különböző értékei az ívelt tér oldalától az e testeken fellépő F1 és F2 eredő erők megjelenéséhez vezetnek. Egyenlő erőket alkalmaznak a testekre, és irányítják egymást. A testek konvergenciájának folyamata (2. ábra)
.
2. lehetőség.
Tekintsük a különböző tengelyek körül forgó testek gravitációs kölcsönhatását (3. ábra). Ha a testek a tengelyük körül különböző irányokban forognak, akkor az érintkezés területén a gravitációs gödrök egy irányban forgatnak. Tekintsük a gravitációs kutak behatolásának mintázatát a különböző tengelyek körül forgó testek egymásba való behatolására.
Az 1. ábrából. 3, hogy a testek között elhelyezkedő gravitációs kutak térrészében a csavarodás iránya egybeesik, következésképpen a tér görbülete növekszik. A testek mögötti térben a gravitációs kutak sodrásának iránya ellentétes, következésképpen csökken a tér görbülete.
A tér görbületének megváltozása a testre ható rugalmas erők értékének változását eredményezi az ívelt tér oldalán. A testek között elhelyezkedő térben nő a rugalmas erők értéke, és a testek mögötti térben a rugalmas erők értéke csökken. Az eredményül kapott F1 és F2 erőket a testekre alkalmazzák, és ellentétes irányban irányítják. Van egy folyamat a testek egymástól való visszautasításáról.
A testek egymástól való visszatoloncolásának folyamata ugyanolyan természetes, mint a testek konvergenciájának folyamata, egymással gravitációs kölcsönhatásuk során. Ennek vagy az eljárásnak a megválasztása a testeknek a saját tengelyük körüli forgásirányával függ össze.
A kísérlet leírása.
E munka alapja a naprendszer bolygóinak mozgása volt. A munkában a következő célt tűzték ki:
- Regisztrálni a gravitációs mező változásait a Föld felszínének közelében, a Nap oldalán, amikor a bolygók közelednek a Földhöz.
Különös érdeklődés volt a Föld és a Vénusz közötti közeledés. Ezt az érdeklődést fejezték ki abban a tényben, hogy - ahogy ismeretes - a Vénusz a saját tengelye körül forog, ellentétes irányban a Földhöz képest. Ez a körülmény, ahogy fent említettük, olyan feltételeket teremt, amelyek között a bolygók közötti tér növeli a görbületét, és minél közelebb vannak a bolygók egymáshoz, annál nagyobb a tér közötti görbület.
A tér görbületének növekedését feltételezhettük, hogy feljegyezzük ebben a kísérletben.
A tér görbületének változása közvetlenül befolyásolja a test felgyorsulását ebben a térben. A test gyorsulásának változása viszont a testen ható erő megváltozásához vezet. A testre ható erő mérése során beszélhetünk a tér görbületében bekövetkező változások rögzítéséről. Ebben az esetben a testen ható erő alatt a testsúlyt feltételezzük
Egész évben, két hét (14 nap) gyakorisággal, mérési súlyt (100 gramm súly) mérünk elektronikus mérlegre. A kísérlet során a Föld és a Vénusz bolygók közötti távolság kezdett csökkenni, majd a minimális távolság elérése után növekedni kezdett. A kísérlet során kapott és a táblázatban szereplő eredmények alapján egy grafikont készítettünk (4.
A függőleges tengely mentén két érték van rajta - a bolygók és a Föld közötti távolság és a vizsgált test tömege. A vízszintes tengely az időt mutatja. A grafikonon négy görbe vonal látható. A két alsó vonal időben függ a Vénusz és a Merkúr bolygóinak Földtől való távolságtól. A higany a kísérlet során háromszor megközelítette a Földet egy rövid távolságra és háromszor eltávolítva a Földről.
Vénusz csak egy alkalommal közeledett a legrövidebb távolsághoz. Az átlagos görbe a testtömeg testtömegének függése. A felső görbe vonal a Jupiter bolygó távolságának függése a Földtől időben. A kísérlet során Jupiter egyszer eltávolodott, és egyszer megkereste a Földet.
A gráfból látható, hogy amikor a Vénusz a Földhöz közeledik, a testtest tömege nő. Ez azért van, mert a gravitációs kút e bolygók forognak a különböző irányba, ahogy közelednek, növelik a görbület a tér között található a bolygók.
Az íves tér oldaláról a bolygókhoz kapcsolódnak és ellentétes irányban irányulnak (5. ábra). Ez viszont a vizsgált test súlyának növekedéséhez vezet, amit a grafikonon látunk.
F1 a Venusra kifejtett erõ;
F2 a Földre ható erõ.
Azonban a grafikonból látható, hogy a testtömeg testtömegének függvénye időben nem jelenik meg sima vonal formájában. Ezt azzal magyarázza, hogy a Föld és a Vénusz helyét a Mercury által létrehozott gravitációs gödör befolyásolja.
A kísérlet során a Mercury háromszor közeledett a Földhöz (1., 3., 5. pont) és háromszor eltávolította a Földről (2., 4., 6. pont). A higany, mint a Föld, a saját tengelye körül forog, ellentétes irányban a Vénuszhoz képest. Ezért a Mercury és a Vénusz között elhelyezkedő tér görbülete, ahogy megközelíti ezeket a bolygókat, nő. Vegyük figyelembe, hogy a három bolygó kölcsönhatásba lép egymással (a Merkúr, a Vénusz és a Föld) (6. ábra).
Az ábra a bolygók kölcsönhatását mutatja be párban. A Vénusz és a Föld közötti kölcsönhatások sokkal nagyobbak, mint a Vénusz és a Merkúr közötti kölcsönhatások. Ezt a kölcsönható bolygók tömegei magyarázzák. A Merkúr tömege sokkal kisebb, mint a Föld tömege, ezért a Mercury és a Vénusz kölcsönhatásai kisebbek.
Az ábrából látható, hogy a Mercury gravitációs kutak forgásiránya a Vénusz és a Vénusz és a Föld között ellentétes. Ez befolyásolja a három bolygó kölcsönhatását. Átfedik egymást, a gravitációs kutak kompenzálják a közös tér görbületét számukra, csökkentve ezáltal.
A három bolygó gravitációs kölcsönhatása, ahogy közelednek egymáshoz, az 1. ábrán látható. 7. Az ábrán látható, hogy a gravitációs erők értéke a bolygók között csökkent. A gravitációs erők csökkenésével csökken a teszt test súlya a Föld felszínének közelében. Ezt jól látható a grafikon (4. ábra, 1.3. Pont).
Különös érdeklődés az 5. ábra a grafikonon, amely az 1. és a 3. ponthoz hasonlóan időben a legkisebb távolságot jelöli meg a Föld és a Merkúr között. Ezért, csakúgy, mint az 1. és a 3. pontban, a vizsgáló test súlyának csökkennie kell. Ez azonban nem történik meg. Ezt az alábbiakban ismertetjük.
Ugyanakkor a Jupiter közeledik a Földhöz - a Naprendszer legnagyobb bolygójához. A Jupiter, mint a Föld, egy tengely körül forog. Következésképpen, ha két földrajzi kutak egymásra helyezkednek el, a Föld és a Jupiter által alkotott formában, a bolygók közötti tér görbülete csökken és a bolygók mögötti tér görbülete növekszik (8.
A 8. ábrán látható, hogy a Föld a legnagyobb hatást érte el az íves térből a felszínének napfelülete felől, Ezen a téren hozzáadódik a Föld és a Jupiter gravitációs kutak görbülete.
Ennek eredményeképpen a Föld oldaláról a Földre ható erő keletkezik. Természetesen ez az erő egy tesztterhelésre hat, amelynek súlya nő. A 7. pontban (a legrövidebb távolság a Föld és a Jupiter között) a testtömeg súlya maximális érték. A jövőben, amikor a Földet eltávolítják a Jupiterből, csökken a testtömeg súlya.