Gravetat: el diable està en els detalls

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

Ja he tractat aquest tema al lloc web de Kramol. Em temo que en el darrer article vaig abordar l'argumentació de la hipòtesi una mica lleugerament. Aquest article és un intent de corregir el meu error. Conté idees que es poden aplicar ara mateix en geodèsia gravimètrica, sismologia i navegació espacial, i no és un intent d'iniciar una altra disputa sense sentit amb els partidaris d'un dogma establert.

Es proposa una hipòtesi, des del punt de vista de la qual dues propietats fonamentals de la massa, la gravetat i la inèrcia, s'han de considerar com una manifestació del mecanisme global de compensació dels canvis en l'espai i el temps. La gravetat es considera com una compensació dels canvis en l'espai: una expansió o contracció excessiva, és a dir, que té una base potencial. La inèrcia, com a compensació cinètica dels canvis en el temps, és a dir, una expansió o contracció excessiva del marc temporal del que està passant, és a dir, acceleracions positives o negatives. L'equivalència de les masses inerts (sobre una base cinètica) i gravitatòria (sobre una base potencial), per tant, segueix directament de la segona llei de Newton: m = F / a.

Pel que fa a la inèrcia, aquesta formulació de la pregunta sembla força evident. La gravetat, en canvi, hauria d'esforçar-se per restablir l'equilibri entre les energies potencials positives i negatives, és a dir, entre les forces d'atracció i repulsió creades pels camps. Així, si hi ha forces repulsives entre els objectes, la gravetat tendirà a acostar-los. Si l'atracció - llavors, al contrari, a la distància.

El problema és que per confirmar aquesta suposició, cal aïllar una única manifestació de la gravetat, a nivell de l'àtom, només llavors aquesta propietat de la gravetat semblarà òbvia.

Els físics dirigits per Peter Engels, professor de física i astronomia a la Universitat de Washington, van refredar els àtoms de rubidi fins a un estat gairebé zero absolut i els van capturar amb làsers, tancant-los en un "bol" de menys de cent micres de mida. Trencant el "bol", van deixar escapar el rubidi. Els investigadors van "empènyer" aquests àtoms amb altres làsers, canviant el seu gir, i al mateix temps els àtoms van començar a comportar-se com si tinguessin una massa negativa, per accelerar cap a la força que actua sobre ells. Els investigadors creuen que s'enfronten a una manifestació inexplorada de massa negativa. M'inclino a pensar que van observar exemples d'accions individuals de la gravetat, que pretenien compensar el canvi d'energia potencial dels àtoms individuals.

L'atracció gravitatòria és un fenomen global. En conseqüència, ha de resistir potencialment les forces repulsives, que estan presents en tots els estats d'agregació de la matèria; al cap i a la fi, els gasos i els sòlids i el plasma són atrets. Aquestes forces existeixen i determinen l'acció de la prohibició de Pauli, segons la qual dos o més fermions idèntics (partícules amb espín mig enter) no poden estar simultàniament en el mateix estat quàntic.

Si la distància entre els àtoms d'una molècula augmenta, llavors l'energia potencial de repulsió dels electrons externs, respectivament, hauria de disminuir. Com a conseqüència, això també hauria de provocar una disminució de la massa gravitatòria de la molècula. En un sòlid, les distàncies entre els àtoms depenen de la temperatura, les raons de l'expansió tèrmica. Professor del Departament de TTOE, Universitat Estatal de Tecnologies de la Informació, Mecànica i Òptica de Sant Petersburg A. L. Dmitriev va descobrir experimentalment una disminució del pes de la mostra en escalfar-se ("CONFIRMACIÓ EXPERIMENTAL DE LA DEPENDÈNCIA NEGATIVA DE LA TEMPERATURA DE LA FORÇA DE LA GRAVITAT" Professor AL Dmitriev, EM Nikushchenko).

Per la mateixa lògica, el pes d'un únic cristall, en el qual les distàncies entre els àtoms al llarg dels seus diferents eixos no són les mateixes, hauria de diferir en diferents posicions respecte al vector de la gravetat. El professor Dmitriev va descobrir experimentalment la diferència de massa d'una mostra d'un cristall de rutil, mesurada en dues posicions mútuament perpendiculars de l'eix òptic del cristall respecte a la vertical. Segons les seves dades, el valor mitjà de la diferència en les masses del cristall és igual a - 0, 20 µg amb un RMS mitjà de 0, 10 µg (AL Dmitriev "Gravetat controlada").

A partir de la hipòtesi proposada, amb un impacte quasi elàstic d'un cos en caiguda sobre una superfície dura, el seu pes en el moment de l'impacte hauria d'augmentar com a resultat de la reacció de la gravetat a l'aparició de forces repulsives addicionals. El professor A. L. Dmitriev va comparar els coeficients de recuperació dels impactes horitzontals i verticals d'una bola d'assaig d'acer amb un diàmetre de 4,7 mm sobre una placa d'acer polida massiva.

El coeficient de recuperació caracteritza la magnitud de l'acceleració de la pilota en l'impacte sota la influència de les forces elàstiques. Amb un impacte vertical, el coeficient de recuperació de l'experiment va resultar ser notablement més baix que amb un d'horitzontal, com es mostra al gràfic següent.

Tenint en compte que la magnitud de les forces elàstiques electromagnètiques en ambdós experiments és la mateixa, la conclusió queda que amb un impacte vertical, la pilota es va fer més pesada.

Les paradoxes de la gravetat també es manifesten a una escala més familiar per a nosaltres. Utilitzant aquesta expressió encertada al títol de l'article, em referia principalment a les anomalies gravitatòries, perquè és en la seva diversitat, i no en les lleis estrictes de la mecànica celeste, on es manifesta l'essència mateixa de la naturalesa de la gravetat.

Existeix un mètode d'exploració geofísica com la microgravimetria, basat en la mesura del camp de gravetat realitzada per instruments molt precisos. S'han desenvolupat mètodes detallats per analitzar els resultats de mesura, basant-se en la instal·lació que les desviacions gravitatòries estan determinades per la densitat de les roques subjacents. I tot i que hi ha greus problemes en la interpretació dels resultats de l'enquesta, per indicar específicament una contradicció, cal una informació completa sobre el subsòl a la zona de mesura. I fins ara només es pot somiar amb això. Per tant, cal seleccionar un tema de composició mineral homogènia, l'estructura del qual és més o menys clara.

En aquest sentit, m'agradaria proposar considerar la visualització dels resultats de l'enquesta gravimètrica d'una de les "meravelles del món" supervivents: la Gran Piràmide de Keops. Aquest treball va ser realitzat per investigadors francesos l'any 1986. Es van trobar ratlles amples amb aproximadament un 15% menys de densitat al voltant del perímetre de la piràmide. Per què es van formar tires fines al llarg de les parets de la piràmide, els científics francesos no van poder explicar. Tenint en compte que aquesta imatge és, en essència, una projecció des de dalt, aquesta distribució de densitat no pot deixar de sorprendre.

Per tant, a la secció, aquesta distribució de densitat hauria de semblar a això:

La lògica d'aquesta estructura és difícil de trobar. Tornem a la primera imatge. S'hi endevina una espiral, que indica sense ambigüitats l'ordre en què es va erigir la piràmide: una acumulació seqüencial de les cares laterals amb una transició en el sentit de les agulles del rellotge. Això no és sorprenent: aquest mètode de construcció és el més òptim. I com que quan es va aplicar la nova capa, l'anterior ja s'havia reduït, aleshores, al seu torn, la nova, disminuint, "flueix cap avall" sobre l'antiga, com una capa separada. I tota la piràmide, per tant, no representa una estructura no del tot monolítica: cada costat consta de diverses capes separades.

Suposem que, si ens adherim a la instal·lació generalment acceptada, aquestes anomalies podrien ser provocades per la compactació del sòl sota la pressió de les costures inclinades. Tanmateix, se sap que la piràmide s'aixeca sobre una base rocosa, que no s'hauria pogut compactar en un 15%. Mireu ara què passa si considereu que les anomalies són el resultat de les tensions internes causades per la pressió de les capes laterals individuals sobre el terreny rocós.

Aquesta imatge sembla molt més lògica.

Sens dubte, l'anàlisi de les dades de gravetat és una tasca molt difícil amb moltes incògnites. L'ambigüitat d'interpretació és habitual aquí. No obstant això, una sèrie de tendències indiquen que les desviacions en el valor de la gravetat no són causades per diferències en la densitat de les roques subjacents, sinó per la presència d'esforços interns en elles.

Les tensions internes de compressió s'han d'acumular a les roques dures, com el basalt, i de fet, les illes volcàniques de basalt i les dorsals de les illes oceàniques es caracteritzen per importants anomalies positives de Bouguer. Les roques de baixa duresa -sedimentàries, cendres, tufs, etc.- solen formar mínims. A les zones d'elevacions joves, predominen les tensions de tracció i s'hi observen anomalies negatives de la gravetat. L'estirament de l'escorça terrestre té lloc a la zona dels abeuradors abissals, i aquests últims tenen cinturons pronunciats d'anomalies de gravetat negatives.

A les zones d'elevació, predominen els esforços de tracció a la carena i els esforços de compressió al seu peu. En conseqüència, les anomalies de Bouguer tenen un mínim per sobre de la carena de l'aixecament i màxims als seus costats.

Les anomalies de gravetat al talús continental en la majoria dels casos coneguts estan associades a ruptures i falles a l'escorça. Les anomalies negatives de la gravetat de les dorsals oceàniques amb grans gradients també s'associen a manifestacions de moviments tectònics.

En el camp gravitatori anòmal, els límits dels blocs individuals estan clarament separats per zones de grans gradients i bandes màximes de la força de la gravetat. Això és molt més típic per a la inversió de l'estrès; és difícil d'explicar els límits nítids entre roques de diferents densitats.

La presència d'esforços de tracció provoca l'aparició de ruptures i la formació de cavitats internes, per tant, les coincidències d'anomalies negatives i cavitats són força naturals.

A l'obra "Efectes gravitacionals abans de forts terratrèmols a distància" V. E. Khain, E. N. Khalilov, indiquen que les variacions de la gravetat s'han registrat repetidament abans de forts terratrèmols, els epicentres dels quals es troben a una distància de 4-7 mil quilòmetres de l'estació de gravació. És característic que en la majoria dels casos, abans de forts terratrèmols llunyans, es produeix primer una disminució i després un augment de la gravetat. En la gran majoria dels casos, s'observa "vibració de gravació": oscil·lacions de freqüència relativament alta de les lectures del gravimetre, amb una freqüència de 0,1-0,4 Hz, que s'atura immediatament després d'un terratrèmol (!). Tingueu en compte que el salt de gravetat pot ser tan significatiu que no només es registra amb aparells especials: a París, la nit del 29 al 30 de desembre de 1902, a les 1:05 del matí, gairebé tots els rellotges de pèndol de paret es van aturar. Entenc que és inevitable una gran inèrcia dels mètodes desenvolupats al llarg dels anys i dels treballs científics publicats, però havent abandonat el marc generalment acceptat de la dependència de les anomalies gravitatòries de la densitat de les roques, els gravimetristes podrien aconseguir una major certesa en l'anàlisi de les dades obtingudes, i, a més, fins i tot ampliar una mica l'àmbit de la seva activitat. Per exemple, és possible controlar de forma remota la distribució de la càrrega a terra dels suports de suport dels grans ponts, de manera similar a les preses, i fins i tot organitzar una nova direcció en la ciència: la sismologia gravimètrica. Es pot obtenir un resultat interessant mitjançant el mètode combinat: registre dels canvis en la força de gravetat en el moment de l'estudi sísmic. Basant-se en la hipòtesi proposada, la gravetat respon a la resultant de totes les altres forces, per tant, les mateixes forces gravitatòries no poden oposar-se en principi. En altres paraules, de les dues forces gravitatòries dirigides de manera oposada, la que té menys valor absolut simplement deixa d'existir. Exemples d'això, sense entendre la simple essència del fenomen, els crítics de la llei de la gravitació universal n'han trobat uns quants. He seleccionat només els més evidents: - segons els càlculs, la força d'atracció entre el Sol i la Lluna, en el moment del pas de la Lluna entre la Lluna i el Sol, és més de 2 vegades més gran que entre la Terra i la Lluna. I llavors la Lluna hauria de continuar el seu camí en una òrbita al voltant del Sol, - el sistema Terra-Lluna no gira al voltant del centre de masses, sinó al voltant del centre de la Terra. - no es va trobar cap disminució del pes dels cossos quan es van submergir en mines superprofundes; al contrari, el pes augmenta en proporció a la disminució de la distància al centre del planeta. - la seva pròpia gravitació no es detecta als satèl·lits dels planetes gegants: aquesta darrera no té cap efecte sobre la velocitat de vol de les sondes. El vector de gravetat es dirigeix estrictament al centre de la Terra i per a qualsevol cos que tingui dimensions horitzontals diferents de zero, les direccions dels vectors d'atracció des dels seus diferents punts al llarg de la seva longitud ja no coincideixen. En funció de la propietat de la gravetat proposada, les forces d'atracció que actuen als costats dret i esquerre s'han d'anul·lar parcialment mútuament. I, per tant, el pes de qualsevol objecte oblong en posició horitzontal hauria de ser menor que en vertical. Aquesta diferència va ser descoberta experimentalment pel professor A. L. Dmitriev. Dins dels límits dels errors de mesura, el pes de la vareta de titani en posició vertical va superar sistemàticament el seu pes horitzontal; els resultats de la mesura es mostren al diagrama següent:

(A. L. Dmitriev, V. S. Snegov La influència de l'orientació de la vareta sobre la seva massa - Tècnica de mesura, N 5, 22-24, 1998).

Aquesta propietat explica com la gravetat, com a interacció més feble coneguda, preval sobre qualsevol d'elles. Si la densitat dels objectes repulsius és prou gran, les forces que actuen entre ells comencen a oposar-se, però això no passa amb les forces gravitatòries. I com més gran sigui la densitat d'aquests objectes, més es manifesta l'avantatge de la gravetat.

Vegem els exemples següents.

Se sap que les càrregues del mateix nom són repel·lides i, a partir de la hipòtesi proposada, sota la influència de la gravetat, s'han d'atreure mútuament, al contrari. Amb una densitat suficient d'electrons lliures de baixa energia a l'aire, realment comencen a atreure's fins que la prohibició de Pauli ho impedeix. Així doncs, els trets a gran velocitat van demostrar que els llamps van precedits pel fenomen següent: tots els electrons lliures de tot el núvol s'apleguen en un punt i ja en forma de bola, junts, s'afanyen a terra, ignorant clarament la llei de Coulomb!

Hi ha dades experimentals convincents sobre la presència de forces atractives entre macropartícules de càrrega semblant en un plasma polsós, en el qual es formen diverses estructures, en particular, grups de pols.

Un fenomen similar es va trobar en el plasma col·loïdal, que és una suspensió natural (fluid biològic) o preparada artificialment de partícules en un dissolvent, normalment aigua. Les macropartícules de càrrega semblant, també anomenades macroions, s'atreuen mútuament, la càrrega de les quals es deu a les reaccions electroquímiques corresponents. És essencial que, a diferència del plasma polsós, les suspensions col·loïdals siguin termodinàmicament en equilibri (Ignatov A. M. Quasi-gravetat en plasma polsós. Uspekhi fiz. Nauk. 2001. 171. Núm. 2: 1.).

Vegem ara exemples en què la gravetat actua com una força repulsiva.

Cal dir que la hipòtesi es basa quasi íntegrament en els resultats de molts anys i en el treball experimental a gran escala realitzat pel professor A. L. Dmitriev. Al meu entendre, en tota la història de la ciència, encara no s'ha dut a terme un estudi tan polifacètic i detallat de les propietats de la gravetat. I en particular, Alexander Leonidovich va cridar l'atenció sobre un efecte familiar llarg. L'arc elèctric té una forma característica: flexió cap amunt, que tradicionalment s'explica pels efectes de la flotabilitat, la convecció, els corrents d'aire, la influència dels camps elèctrics i magnètics externs. A l'article "Expulsió d'un plasma per un camp gravitatori" A. L. Dmitriev i el seu col·lega E. M. Nikushchenko demostren mitjançant càlculs que la seva forma no pot ser una conseqüència de les raons indicades.

Foto d'una descàrrega brillant a una pressió d'aire de 0,1 atm, un corrent en el rang de 30-70 mA, una tensió als elèctrodes de 0,6-1,0 kV i una freqüència de corrent de 50 Hz.

L'arc elèctric és plasma. La pressió magnètica del plasma és negativa i es basa en l'energia potencial. La suma dels valors de la pressió magnètica i dinàmica de gas és un valor constant, s'equilibren entre si i, per tant, el plasma no s'expandeix a l'espai. Al seu torn, la magnitud de l'energia potencial negativa és directament proporcional a la distància entre les partícules carregades, i en un plasma enrarit aquestes distàncies poden ser prou grans com per generar, segons la hipòtesi proposada, forces repulsives gravitatòries que superen la gravetat terrestre. Al seu torn, l'energia potencial negativa només pot assolir els seus valors màxims en un plasma totalment ionitzat, i aquest només pot ser un plasma d'alta temperatura. I l'arc elèctric, cal tenir en compte, és exactament això: és un plasma enrarit d'alta temperatura.

Si aquest fenomen -la repulsió gravitatòria d'un plasma enrarit d'alta temperatura- existeix, hauria de manifestar-se a una escala molt més gran. En aquest sentit, la corona solar és interessant. Malgrat l'enorme força de gravetat fins i tot a la superfície de l'estrella, l'atmosfera solar és inusualment vasta. Els físics no van poder trobar les raons d'això, així com les temperatures en milions de kelvin a la corona solar.

Per comparar, l'atmosfera de Júpiter, que en termes de massa no va arribar una mica a l'estrella, té límits clars, i la diferència entre els dos tipus d'atmosferes és clarament visible en aquesta imatge:

Per sobre de la cromosfera solar, hi ha una capa de transició, per sobre de la qual la gravetat deixa de dominar; això significa que determinades forces actuen contra l'atracció de l'estrella, i són elles les que acceleren els electrons i els àtoms de la corona a velocitats enormes. Sorprenentment, les partícules carregades continuen accelerant-se encara més a mesura que s'allunyen del Sol.

El vent solar és una sortida més o menys contínua de plasma, de manera que les partícules carregades s'expulsen no només pels forats coronals. Els intents d'explicar l'expulsió del plasma per l'acció dels camps magnètics són insostenibles, ja que els mateixos camps magnètics actuen per sota de la capa de transició. Malgrat que la corona és una estructura radiant, el Sol evapora plasma de tota la seva superfície; això és clarament visible fins i tot a la imatge proposada, i el vent solar és una continuació més de la corona.

Quin paràmetre de plasma canvia a nivell de la capa de transició? El plasma d'alta temperatura es torna bastant enrarit: la seva densitat disminueix. Com a resultat, la gravetat comença a empènyer el plasma i accelerar les partícules a una velocitat enorme.

Una part important dels gegants vermells consisteix precisament en un plasma enrarit a alta temperatura. Un equip d'astrònoms liderat per Keiichi Ohnaka de l'Institut d'Astronomia de la Universitat Catòlica del Nord de Xile, utilitzant l'observatori VLT, va explorar l'atmosfera de la gegant vermella, Antares. En estudiar la densitat i la velocitat dels fluxos de plasma a partir del comportament de l'espectre de CO, els astrònoms han trobat que la seva densitat és més alta del que és possible segons les idees existents. Els models que calculen la intensitat de la convecció no permeten que aquesta quantitat de gas pugi a l'atmosfera d'Antares i, per tant, una força flotant potent i encara desconeguda actua a l'interior de l'estrella ("Vigorous atmospheric motion in the red supergeant star Antares" K. Ohnaka, G. Weigelt & K.-H. Hofmann, Nature 548, (17 d'agost de 2017).

A la Terra també es forma un plasma enrarit a alta temperatura com a conseqüència de les descàrregues atmosfèriques i, per tant, s'han de trobar fenòmens atmosfèrics, en què el plasma és empès cap amunt per la gravetat. Aquests exemples existeixen, i en aquest cas estem parlant d'un fenomen atmosfèric força rar: els sprites.

Preste atenció a la part superior dels sprites d'aquesta imatge. Tenen una propietat externa amb descàrregues de corona, però són massa grans per a això, i el més important, per a la formació d'aquests últims, és necessària la presència d'elèctrodes a una altitud de desenes de quilòmetres.

També és molt semblant als jets de molts coets que volen en paral·lel cap avall. I això no és casualitat. Hi ha indicis forts que aquests dolls són el resultat de l'expulsió gravitatòria del plasma generat per la descàrrega. Tots ells estan orientats estrictament verticalment, sense desviacions, cosa que és més que estrany per a les descàrregues atmosfèriques. Aquesta empenta no es pot atribuir al resultat de la flotabilitat del plasma a l'atmosfera: tots els dolls són massa uniformes per a això. Aquest procés de curta durada és possible pel fet que l'aire s'ionitza durant la descàrrega i s'escalfa molt ràpidament. A mesura que l'aire circumdant es refreda, el doll s'asseca ràpidament.

Si hi ha molts sprites al mateix temps, aleshores a l'alçada del final dels seus dolls, l'energia transmesa a l'atmosfera en un període de temps molt curt (uns 300 microsegons) excita una ona de xoc que es propaga a una distància de 300-400 quilòmetres; aquests fenòmens s'anomenen elfs:

S'ha trobat que els sprites apareixen a una altitud de més de 55 quilòmetres. És a dir, de la mateixa manera, com a sobre de la cromosfera solar, hi ha un cert límit a l'atmosfera terrestre, des del qual comença a manifestar-se activament l'expulsió gravitatòria del plasma enrarit d'alta temperatura.

Permeteu-me que us recordi que d'acord amb l'anterior, les forces gravitatòries poden ser alhora atractives i repulsives; s'han donat exemples d'això. És molt natural concloure que les forces gravitatòries de diferents signes no poden oposar-se entre elles: un camp gravitatori atractiu o un de repulsiu poden actuar en un punt espacial determinat. Per tant, apropant-se al Sol, un pot cremar-se, però no es pot caure sobre una estrella: la corona solar és una zona de repulsió gravitatòria. En la història de les observacions astronòmiques, mai s'ha registrat el fet de la caiguda d'un cos còsmic sobre el Sol. De tots els tipus d'estrelles, la capacitat d'absorbir matèria de l'exterior només es va trobar en nanes blanques extremadament denses, en les quals no hi ha espai per al plasma rarificat. És aquest procés el que, en apropar-se a l'estrella donant, condueix a una explosió de supernova de tipus Ia.

Si la gravetat no obeeix el principi de superposició, això obre una perspectiva força temptadora: la possibilitat fonamental de crear un dispositiu propulsor sense suport segons l'esquema proposat a continuació.

Si és possible crear una instal·lació en la qual es contidin directament dues zones, en una de les quals actuen forces molt grans de repulsió mútua, i en l'altra, per contra, forces molt grans d'atracció mútua, llavors la reacció de la gravetat com a un conjunt hauria d'adquirir asimetria i direcció des de zones de compressió intensa fins a zones d'expansió intensa.

És possible que aquesta no sigui una perspectiva tan llunyana, vaig escriure sobre això en un article anterior en aquest lloc "Podem volar d'aquesta manera avui".