Гравитация — геометрическая невидимка
Гравитация — геометрическая невидимка в мире физики
Гравитация (от лат. gravitas — тяжесть) универсальное взаимодействие меж хоть какими видами материи. Согласно теории тяготения А. Эйнштейна гравитационное поле является проявлением искривления четырехмерного пространства-времени (места). Искривление места находится в зависимости от рассредотачивания в нем тел и происходит пропорционально их массам. Чем больше масса тела, тем больший объем места искривляется. Представим для себя упругую плоскую горизонтальную поверхность, на которую поместим определенный груз. Под действием груза поверхность прогнется (скривится). Если мы снимем груз и поместим на поверхность другой груз большей массы, то заметим, что поверхность скривиться больше, чем впервой.
Проделывая этот опыт, можно также удостоверится в равенстве сил деяния и противодействия. Упругая поверхность будет прогибаться до того времени, пока упругие силы со стороны поверхности не будут равны силе деяния груза на поверхность. При равенстве этих сил движение груза закончится, упругая поверхность прогибаться больше не будет.
В приведенном примере под действием груза искривлялась упругая поверхность. Искривление же места происходит существенно труднее, но, все же, закон равенства сил деяния и противодействия находится и в этом случае.
Представим сейчас, что в не искривленную область места помещено тело. Место вокруг тела начнет искривляться, искривление будет длиться до того времени пока силы, действующие со стороны искривленного места на тело, не будут уравновешены силами, действующими со стороны тела на место. Тело действует на место, искривляя его, искривленное место действует на тело, сжимая его. Другими словами, находящееся в пространстве тело искривляет некий объем места, расположенный вокруг тела. Форма объема искривленного места повторяет форму тела являющегося причинной данного искривления места. Так, если тело имеет форму шара, то объем искривленного места будет иметь сферическую форму. Искривленный объем места данным телом назовем гравитационной ямой этого тела.
Искривление места во всем объеме гравитационной ямы происходит не идиентично. Искривление места будет большим (а радиус кривизны – минимальным) у коже, равномерно уменьшаясь с ростом расстояния от тела; при всем этом радиус кривизны будет расти, стремясь к бесконечности, по мере удаления от тела. На значимом удалении от тела, за пределами гравитационной ямы, искривление места массой данного тела будет отсутствовать.
Но не только лишь масса тел оказывает влияние на искривление места. На искривление места влияет также вращение тела вокруг своей оси. Так как действие искривленного места на тело выражается в определенном его давлении на кожа, то при вращении тела вокруг своей оси, совместно с телом, и в ту же сторону, будет крутиться и вся гравитационная яма.
Разглядим подробнее искривление места за счет вращения тела вокруг своей оси на примере нашей планетки.
При вращении Земли вокруг своей оси за 24 часа, скорость движения на экваторе составляет более 1500 км/час. Чем поближе к полюсу, тем скорость меньше. Все же, скорость вращения мы фактически не чувствуем, хотя и лицезреем смену денька и ночи. Это происходит поэтому, что совместно с Землей крутится и окружающая ее атмосфера. По другому на нашей планетке могли быть неизменные воздушные вихри и ветра. Но совместно с Землей крутится не только лишь ее атмосфера, да и искривленное Землей место. Потому что действие искривленного места на Землю выражается в определенном его давлении на поверхность Земли, то при вращении Земли вокруг своей оси, совместно с Землей в ту же сторону, крутится вся гравитационная яма.
Вращение гравитационной ямы осуществляется последующим образом. Области гравитационной ямы, граничащие с поверхностью Земли, крутятся с таковой же скоростью, как и сама Земля. Вращательное движение гравитационной ямы захватывает как слои, находящиеся у поверхности Земли, так и ее периферийные слои.
Понятно, что передача хоть какого деяния в пространстве происходит не одномоментно, а с конечной скоростью – скоростью света. Потому области места, находящиеся на периферии гравитационной ямы будут иметь некое запаздывание во вращении по сопоставлению с областями места находящимися у границ тела. В итоге этого появляется «эффект скручивания» гравитационной ямы в сторону ее вращения.
Данный эффект был предсказан в 1918 году австрийскими физиками Й. Ленсе и Х. Тиррингом, которые основывались в собственной работе на общей теории относительности А. Эйнштейна.
К проведению опыта с целью доказательства данного эффекта физики готовились издавна. Так, спецы NASA и Стэнфордского института планировали проведение опыта, который бы мог подтвердить эффект Ленса-Тирринга, еще с начала 1960-х годов. Но технические и денежные трудности до сего времени не позволяли выполнить загаданое.
И вот пришло сообщение, что итальянским физиком Игнацио Кьюфолини из института Lecce и Эрикосом Павлисом из центра JCEST в Балтиморе удалось зафиксировать аналогичный эффект, используя данные с 2-ух спутников NASA Lageos, запущенных в 1976 и 1992 гг. И. Кьюфолини представил, что спутники также подвержены эффекту Ленса-Тирринга. Проанализировав данные за 11 лет пребывания спутников на орбите, ученые зафиксировали, что эти объекты смещаются по орбите каждый год приблизительно на два метра в силу того, что сама структура околоземного места закручивается в направлении вращения планетки.
Экспериментальное доказательство эффекта Ленса-Тирринга в свою очередь подтверждает факт вращения искривленного места (земной гравитационной ямы) совместно с Землей. Смещение на орбите искусственных спутников Lageos около 2-ух метров скапливалось в течение года при каждом обороте Земли вокруг своей оси. Такое суммирование смещения спутников по орбите может быть только при вращении самой гравитационной ямы. Факт вращения гравитационной ямы совместно с телом является ключом к раскрытию природы гравитационного взаимодействия разных тел, объясняя как сближение тел, так и их отталкивание.
Очередной итог можно получить на базе проведенного опыта. В процессе скручивания гравитационной ямы происходит не что другое, как передача гравитационного взаимодействия. Как понятно скорость передачи гравитационного взаимодействия приравнивается скорости света. Имея значения черт полета искусственных спутников можно найти скорость передачи гравитационного взаимодействия.
Экспериментальное доказательство эффекта Ленса-Тирринга является еще одним шагом на тяжелом пути зания окружающего нас мира.
В. Петров