В моем объяснении принципов появления гравитационных сил, многие читатели отвергают возможность искривления пространства. Я думаю, что непонимание связано с тем, что в реальности мы практически не наблюдаем этих искажений, потому что у нас нет для этого возможности. Определить, насколько искривлено пространство, можно лишь по наличию в этом пространстве силовых полей, в частности электромагнитных или гравитационных. Рассмотрим детально искажение пространства в виде гравитационного поля.
Для простоты визуализации примем, что наше пространство представляет собой кубический каркас из пружинок. А материальным объектом в этом пространстве будет стянутое состояние пространства. Как появляется эта стянутость в данной статье не рассматривается, скажу лишь, что она связана с геометрией пространственного каркаса, который имеет более сложную архитектуру, чем используемый в этом описании. Для интересующихся этой структурой, вот ссылка. Основным стимулом перемещения локальных искажений в виде материальных объектов является форма кубических ячеек пространства, материя будет стремиться туда, где объем кубических ячеек больше. Поэтому рассмотрим, как будет выглядеть пространственный каркас из наших пружинок вблизи локальной стянутости, представляющих массивный объект. По идее, кривизну пространства нужно описывать в тензорном виде, но поскольку хочется, чтобы все читатели поняли идею, я буду рассказывать в привычных аналогиях.
Одним из свойств материальных частиц является то, что они стремятся в области, где объем ячеек пространства имеет наибольшее значение. И чем больше эта разница, тем быстрее частица будет туда стремиться.
Рассмотрим искривление пространственной сетки в районе планеты Земля. Поскольку Солнце является локальной стянутостью пространства, то вблизи Земли структура пространства будет иметь примерно такой вид, как показано на рисунке. Для наглядности, я показал ячейки в виде больших объемов, но если разбить эти объемы на микроскопические объемы, то суть иллюстрации не изменится. Рассмотрим ячейки красного, желтого и зеленого цвета. Поскольку верхние, нижние и боковые ячейки относительно Земли имеют одинаковую форму и объем, ввиду равноудаленности от Солнца, мы их не будет рассматривать, а обратим внимание лишь на те, которые расположены на линии "Земля-Солнце".
Несмотря на то, что красная ячейка имеет более узкое сечение, чем желтая или зеленая, она имеет бОльшую длину, но такую, что объем красной ячейки чуть больше, чем объем желтой или зеленой, это связано с физикой нашего кубического каркаса на основе пружинок. Аналогично, объем желтой ячейки занимает больше объема, чем зеленая. Соответственно, чем ближе к Солнцу, тем эта разница в объемах соседних ячеек будет заметнее. Из этого следует, что поместив материальную частицу в ту или иную точку около массивного объекта, она будет по разному стремиться в те ячейки, которые имеют наибольший объем в данном месте. Другими словами, сила гравитации будет пропорциональна отношению объема наибольшей ячейки к объему текущей.
Ниже приведен примерный график на примере системы Земля-Луна, который показывает отношение объемов ячеек пространства а точках, лежащих на линии, соединяющих центры масс. Единица соответствует тому, что объемы соседних ячеек пространства равны.
Как из этого графика получить значение силы гравитации, которые будут воздействовать на небольшое материальное тело?
Достаточно просто определить значение производной, если производная будет отрицательной в пространстве, то это означает направление силы гравитации влево, если производная положительная, то вправо, для точек лежащих внутри материального тела, наоборот. Нетрудно заметить, что в местах, где значение равно ровно 1, производная имеет нулевое значение, соответственно никаких сил воздействующих на материальные объекты в этих местах не возникает. Эти точки называются точками Лагранжа.
На границе пространства и материального объекта, возникает ситуация, где материальная частица не движется. В этом месте сила электромагнитного взаимодействия, которая так же является искривлением пространственной структуры, не дает частице проникнуть внутрь материи, в результате чего материальный объект остается на поверхности массивного тела, но все равно стремится к его центру и оказывает давление.
Надеюсь, сложности в понимании сути появления сил гравитации не возникло. Если возникли вопросы, я с удовольствием отвечу на них, при условии уважительного отношения к автору и его публикациям.
Спасибо за внимание!
Михаил Н. Бровкин bmiha@mail.ru 22 сентября 2019 г.
